Monografias | DiscosDiscosResumen: Discos. Discos magnéticos. Disco rígido. Diskettes. Zip. Discos magneto ópticos. Jaz. Discos Ópticos. DVD. CD. Discos PD. Discos WORM. Indice ¿Qué lugar ocupan las unidades de discos magnéticos y ópticos dentro
delconjunto de los periféricos más comunes? Los distintos tipos de discos existentes para computación, tienen en comúnque
se emplea como soportes para almacenar grandes cantidades de información(datos y
programas), en general durante largo tiempo. Difieren en la tecnologíade
almacenamiento / lectura, en la cantidad de información que memorizan, en
eltiempo que se tarda en acceder y transferir datos requeridos, en la
seguridadcon que mantienen la información durante un tiempo estimado, y en el
costo pormegabyte almacenado. La siguiente clasificación se hace en función del primero de los
aspectoscitados: la tecnología de almacenamiento y lectura, determinante de
losrestantes. 2. Discos magnéticos Orígenes de los discos magnéticos Características generales de los discos magnéticos Los discos pueden estar grabados en codificaciones diferentes: Dependiendo de la codificación con la que haya sido grabado el disco seráde
alta o baja densidad. Será de alta si fue grabado en MFM o MF2M y baja sifue
grabado en FM. Cuanto más lejos este la pista del centro la densidad de grabación serámenor,
asimismo, cuanto más cerca del centro este una pista la densidad degrabación
será menor, esto quiere decir que en las pistas exteriores los bitsestarán más
dispersos y en las pistas interiores más apiñados, pero esto noinfluye en la
capacidad del disco. Para aumentar la capacidad del disco,hablando de densidad,
se debería aumentar la densidad radial, es decir laspistas por pulgada. La unidad funcional de lectura o escritura es el sector. Entre sector ysector
existen unas separaciones llamadas "gaps". Para poder localizarun dato se debe
conocer el plato, la cara, el cilindro (conjunto de pistas concéntricasque
ocupan la misma posición en cada plato) y el sector. El tiempo que toma leer un dato en n disco magnético tiene dos componentes.El
tiempo de posicionamiento, el intervalo de tiempo que toma posicionar lacabeza
sobre la pista correspondiente y el tiempo de latencia, el tiempo quetarda el
disco en ubicar el sector debajo de la cabeza. Los discos rígidos giran a tal velocidad que si tan solo una pequeña
partículade polvo colisionará con la cabeza al estar en la superficie del disco
dañaríaseveramente la cabeza y el plato. Este problema fue solucionado con la
tecnologíaWinchester que consistía en platos herméticamente cerrados. En los
discosflexibles las fallas son mucho más frecuentes ya que la cabeza para
leerpresiona contra la superficie. Existen dos tipos de unidades de cabeza de lectura / escritura para discos
rígidos.Un tipo de cabeza consiste en un conjunto de cabezas con un sistema
demovimiento individual para cada cara permitiendo acceder a distintas
pistassimultáneamente. El otro tipo consiste en un conjunto de cabezas (una por
cadacara) que se mueven al unísono, pudiendo acceder a una sola pista a la
vez.Aunque el primer tipo es mucho más rápido que el segundo, dicho mecanismo
estambién mucho más costoso y este hecho causó que se dejaran de fabricar. Actualmente los discos rígidos vienen formateo físico o de bajo
nivelrealizado por el fabricante, cada cara tiene un número de pistas y
sectorespredeterminado. Lo que se denomina formateo físico o de alto nivel es
realizadopor el usuario mediante el comando format este crea en el disco el área
desistema, el registro de arranque (boot sector), la FAT (File Alocation Table)
yel directorio raíz (root directory). Las diferencias con los discos floppy
esque estos últimos son formateados física y lógicamente en un solo paso, y
queun disco flexible no se puede particionar. Un disco rígido comienza a girar cuando se enciende el sistema y no sedetiene
hasta que se apague, cuando esto sucede, la cabeza se mueve hacia lapista más
exterior donde se posa al dejar de girar el disco. Tipos de discos magnéticos Paquetes de discos Los platos de estas unidades están herméticamente cerrados y son fijos.
Elhecho de que estén herméticamente cerrados es por reducir los efectos de
lasuciedad ambiental. No es necesario el retraimiento de las cabezas en
reposo,existiendo una pista específica de "aterrizaje". Las cabezas van
máspróximas a la superficie que en las anteriores unidades, lográndose
grandesdensidades de grabación. Por tanto, en pequeñas superficies se
puedenalmacenar mucha información. ¿Cuáles son las propiedades y funciones de los discos magnéticos? La información residente en un disco está agrupada y clasificadaconstituyendo
archivos o ficheros ('files"), como quiera llamarse,identificables por su
nombre. Un archivo puede contener datos o programas. Con la tecnología actual de los sistemas de computación, gran parte de
losprocesos de Entrada y Salida de datos tienen como origen y destino los
discosmagnéticos. Esto se manifiesta en que: Comúnmente, los disquetes son usados para copias de resguardo('backup"), y
para transportar archivos de programas o de datos. Los discos rígidos y disquetes son medios de almacenamiento externos. Paraser
leídos o escritos deben insertarse en el periférico "unidad dedisco"' ("disk
drive") que para los disquetes se denomina"disquetera". ¿Qué es un disco magnético, y cómo se escribe o lee cada bit de unsector? El cuerpo del disco así recubierto en sus dos caras, está constituido: enlos
disquetes por mylard (flexible), y en los discos rígidos por aluminio ocristal
cerámico. La estructura física de un disco, con sus pistas y sectores. Estas
pistas,invisibles, se crean durante el "formateo". Este proceso consiste
engrabar (escribir) magnéticamente los sucesivos sectores que componen cada
unade las pistas de un disco o disquete, quedando así ellas magnetizadas. Luego del formateo, en cada sector quedan grabados los campos que
loconstituyen, entre los cuales se halla el que permite identificar un
sectormediante una serie de números, y el campo de 512 bytes reservado para
datos agrabar o regrabar, lo cual tiene lugar cada vez que se ordena escribir
dichosector. La grabación se logra-como en un grabador de audio- por la acción de uncampo
magnético de polaridad reversible (N-S ó S-N), que imanta la pista alactuar
dicho campo sobre ella, al salir a través de un corte("entrehierro") realizado
en un diminuto núcleo ferromagnético (núcleohoy suplantado por una película
delgada inductiva). El ancho de este núcleodetermina del ancho de la pista (0,1
mm o menos). Una bobina de alambre arrollada sobre este núcleo genera dicho campo
magnético,al circular por ella una corriente eléctrica. El núcleo ferromagnético
y labobina constituyen una cabeza (head). Todas las pistas de una cara de un
discoson escritas o leídas por una misma cabeza, portada por un brazo móvil.
Lacabeza queda inmóvil sobre la pista a escribir o leer, mientras el disco
girafrente a ella', según se verá. Existe una cabeza para cada cara de un disco. Los brazos que las soportan
semueven juntos. 0 sea, que si la cabeza de la cara superior está sobre
unacierta pista, la otra cabeza estará en una pista de la cara inferior,
teniendosiempre ambas pistas el mismo radio (una está sobre la otra separadas
por elespesor del disco). Sólo una cabeza puede estar activada por vez, para leer o escribir sectoresde
la cara que le corresponde. En una escritura, a la cabeza seleccionada -muy próxima o tocando
lasuperficie del disco- le llega del exterior -por dos cables- una señal
eléctricaque presenta dos niveles de tensión eléctrica. Con el nivel bajo de tensión se produce una circulación de corriente isnpor
la bobina que envuelve la pieza, con lo cual ésta se convierte en unpoderoso
imán, con sus extremos con un polo sur (S) y otro norte (N). El campo magnético que sale del entrehierro magnetiza y orienta partículasde
óxido de hierro de la superficie del disco o disquete, que pasan frente
alentrehierro al girar el disco, convirtiéndolas en microscópicos imanes.
Así,durante el tiempo que la señal eléctrica citada está en el nivel bajo,
segenera -en el tramo de la pista que pasó frente a la cabeza- un conjunto
depequeños imanes igualmente polarizados y orientados, cuyo efecto
sumadoequivale a la existencia de un imán permanente en la superficie de ese
tramo depista. El campo magnético de este imán así creado por la cabeza se manifestarásobre
esa superficie magnetizada, superficie que es circular por estar fija lacabeza y
girar el disco. Cuando la señal que excita la cabeza cambia del nivel bajo al alto,
seinvierte rápidamente el sentido de la corriente (ins) que
circulapor la bobina, por lo cual cambia la polaridad magnética en los extremos
del núcleo(de SN a NS). Ahora, mientras dure esta polaridad (el tiempo que la
señal estáalta), se generan pequeños imanes en el tramo de la pista que pasó
frente a lacabeza, pero de polaridad contraria a los generados cuando la ~
estaba baja. Elefecto de los mismos equivale a un imán superficial en ese tramo
siguiente dela pista, cuya polaridad es opuesta a la del imán superficial
formado en eltramo anterior. De esta forma, en la escritura de un disco, en concordancia con cada cambiode
nivel de la señal eléctrica binaria que actúa sobre la bobina, cambia
dedirección la corriente que circula por ella, resultando una sucesión de
imanespermanentes (conformados a su vez por muchos imanes microscópicos) sobre
lasuperficie de la pista que se escribe, siendo cada porción así imanada
depolaridad contraria a la que le sigue. Como se verá al tratar la codificación RLL, cada uno de estos cambioscodifica
un uno que se almacena en la pista, y la cantidad de ceros que lesiguen depende
de la duración del nivel. En síntesis: en una escritura, luego que el material ferromagnético de
unacara pasa frente a la cabeza magnetizante quedan formados una sucesión
deimanes superficiales, los cuales conforman una pista circular, por estar
lacabeza fija, y girar la superficie del disco. Los campos magnéticos de
estosimanes se manifestarán en la superficie de la pista, codificando unos y
ceros. Ninguna porción de una pista puede quedar sin magnetizar: forma parte de
unimán NS o SN. Esto también asegura, en una regrabación, el borrado de
lainformación grabada anteriormente sobre una pista. Si se re escribe un sector no es necesario realizar un paso intermedio
deborrar la información antes escrita. La nueva escritura borra la
anterior,igual que en un grabador de audio o video. Durante una lectura, la misma cabeza -en un proceso inverso al de
grabación-sensará los campos magnéticos sobre la superficie de la pista
accedida, paradetectar cada cambio de polarización cuando pasa de una porción de
una pistapolarizada N-S a la siguiente, polarizada S-N, o sea cuando se
encuentranenfrentados dos polos norte o sur. Estos cambios originarán corrientes
en labobina, que aparecerán como breves impulsos eléctricos en los dos cables de
labobina que salen desde la cabeza. Puesto que cada uno de estos impulsos
implicauna inversión del campo magnético de la pista, y que estos cambios
fueronproducidos en la escritura cuando cambiaba el nivel de la señal eléctrica
queactuaba sobre la bobina, se puede reconstruir esta señal. Así es
factibledeterminar (leer) los unos y ceros que dieron lugar a los cambios de
nivel, segúnla codificación (MFM o RLL) empleada. Esta operación es "no destructiva": pueden obtenerse copias de losdatos
guardados sin que éstos se alteren. Las cabezas (dos por plato) están sobre una misma vertical, constituyendo
el"cabezal", y son portadas por brazos de una "armadura" quelas desplaza juntas
entre platos cuando pasan de una posición (pista) a otra. Cuando se almacena un archivo, los datos son grabados magnéticamente
ensectores de las pistas, en el campo para 512 bytes reservado en cada
sectordurante el "formateo", como se describirá. La cabeza que graba estoscampos
podrá luego volver a recorrerles, para leer las señales magnéticas quegrabó en
ellos, que representan la información almacenada. Para comprender cómo se generan dichas pistas en un disco o disquete,podemos
imaginar o realizar el siguiente experimento. Sobre el plato de untocadiscos
colocamos una cartulina de su mismo tamaño y lo hacemos girar. Luegotomamos un
lápiz mecánico y apoyamos suavemente la punta de su mina sobre lacartulina,
manteniendo inmóvil la mano. Entonces, sobre la cartulina se generarátina
circunferencia visible. Si después, mientras gira el plato, sobre un puntode
dicha circunferencia colocamos fija la punta del lápiz, pero sin la mina,por
debajo del lápiz pasarán los puntos de la circunferencia antes generada.Esto
equivale a un sensado ("lectura') de dicha circunferencia. Igualmente, mientras una cabeza escribe, permanece inmóvil en un punto
(lomismo si lee), generándose una pista circular en la cara del disco que
giradebajo' de ella, a la par que deja señales magnéticas detestables en
porcionesde la misma que grabó. El radio de la pista es igual a la distancia de
lacabeza al centro del disco. También, cuando se graba una cinta de audio, la cabeza está fija, ydescribe
una pista rectilínea, dado que en este caso el medio magnético semueve de igual
modo. Así como en una cinta de audio pueden grabarse dos o cuatro pistasparalelas,
en un disco es factible generar muchas pistas concéntricas separadas(de a una
por vez). ¿Qué se denomina cilindro en la organización física de un disco odisquete? En primera instancia, un disco o disquete guarda los datos en sus caras;
lascaras se componen de pistas, y éstas se dividen en sectores. Se verá cómo
seconsideran y numeran estos espacios, a fin de constituir una organización
físicade un disco o disquete, eficiente para ser accedida en el menor tiempo
posible. El hecho de que un disquete -o cada plato de un rígido- tenga dos caras,amen
de duplicar su capacidad de almacenamiento, permite escribir o leer eldoble de
datos antes de desplazar el cabezal a la pista siguiente o a otra,accediendo a
una cara y luego a la contraria. Así se puede escribir o leer másdatos en menos
tiempo. Por moverse las dos cabezas, de una disquetera al unísono, y estar ambassobre
la misma vertical, si la cabeza de la cara superior se posiciona inmóvila una
cierta distancia del centro del disquete -sobre un punto de la pista a laque se
quiere acceder- entonces, la otra cabeza se posicionará en la carainferior, a
igual distancia del centro. De esta forma es factible grabar primerola pista de
la cara superior, y a continuación la pista de la cara inferior,sin mover el
cabezal, siendo que las dos pistas están una sobre la otra,separadas por el
espesor del disquete. Lo mismo puede decirse para las dos caras de cada plato de un rígido: si
éstetiene más de dos cabezas (una por cada cara de cada plato). Ellas se mueven
yposicionan juntas sobre una misma vertical. Si una cabeza cualquiera accede
inmóvila un punto de una pista de la cara que se lee o escribe, las restantes
harán lomismo en las otras caras. Al girar juntos los platos, los puntos que en
cadacara pasan frente a la cabeza correspondiente pertenecerán a pistas
concéntricasde igual radio. En un rígido de dos platos, y con 4 cabezas (para 4 caras), si una
cabezaaccede a una pista cualquiera (indicada 20), las 3 cabezas restantes del
cabezalaccederán necesariamente a pistas (indicadas 20) de igual radio, situadas
en elespacio una sobre otra, pudiendo considerarse que dichas pistas forman
parte dela superficie de un cilindro imaginario (designado 20), cuyo radio es el
de esaspistas. Si luego el cabezal se posiciona a otra distancia del centro del disco
odisquete, accederá a otro cilindro imaginario del mismo (como ser el 22),
pudiéndoseescribir o leer cualquiera de las pistas de igual radio que lo
constituyen; y sise quiere, primero una, para luego continuar con la otra u
otras (en el caso delrígido). Por lo tanto, cada vez que en un disco o disquete el cabezal se posicionapara
acceder a una pista, accede a un "cilindro" imaginario quecontiene pistas, una
por cara. Entonces, una vez que la cabeza de una caraescribió o leyó todos los
sectores de una pista de esa cara, se puede hacer lomismo con las restantes
pistas de dicho cilindro, sin que se mueva el cabezal. La electrónica de la disquetera o unidad de disco rígido conmutará en
untiempo despreciable, de una cabeza a otra. Por ejemplo, una vez que el
cabezaldel disco rígido accedió al cilindro 20, luego de 4 vueltas puede leer
oescribir todos los sectores de las 4 pistas de ese cilindro. De esta forma, se ahorra tiempo de acceso en la escritura y lectura
dearchivos, en lugar de escribir todas las pistas de una cara, y luego todas
laspistas de la otra u otras. Conforme a lo descripto, cuando un cabezal se posiciona, accede a un
conjuntode pistas de igual radio, (tantas como cabezas tenga el cabezal), que
seconsideran parte de la superficie de un cilindro imaginado. Entonces,
cadacilindro de un disco o disquete está formado por todas las pistas de
igualradio (una por cara), y contiene la información correspondiente a los
sectoresque componen dichas pistas, información a la que se puede acceder cuando
elcabezal se posiciona en dicho cilindro. Un disco o disquete serían un conjunto de cilindros -tantos como pistas
porcara existan- metidos uno dentro de otro. Cada cilindro a su vez se compone
depistas de igual radio, tantas como caras (o sea cabezas) existan; siendo que
laspistas contienen sectores. La cantidad de cilindros de un disco o disquete, se corresponde con el
númerode posiciones en las que se puede posicionar el cabezal. Este, como se
dijo,desplaza al unísono todas las cabezas de escritura / lectura. En las disqueteras, un motor "paso a paso" hace que el cabezalsalte de un
cilindro al siguiente, cuando se quiere pasar de una pista a lasiguiente (o a
cualquier otra) que está en la misma cara. Como se verá, en losrígidos el acceso
de una pista a otra se lleva a cabo por un mecanismo máscomplejo que busca la
pista. Corrientemente suele hablarse de pista en lugar de cilindro, pensando en
unasola cara, aunque cilindro implica una concepción espacial más completa,
enespecial en lo referente a los todos los sectores de las patas de un
cilindro,los cuales pueden escribirse o leerse uno tras otro sin la pérdida de
tiempoque significa el movimiento del cabezal. Por lo tanto, un disquete de 3 ½" pulgadas de 80 pistas por cara, tiene80
cilindros de dos pistas cada uno. Estos cilindros se enumeran de 0 a 79,desde el
exterior hacia el centro. El número que identifica a un cilindro permite localizar todas las pistasque
lo constituyen. Por ejemplo, el cilindro número 20 sirve para localizar las2
pistas número 20 que pueden escribir o leer las 2 cabezas del cabezal,ubicadas
en ambas caras del disquete.' Entonces si se quiere ser riguroso, en relación con una cara de un disqueteen
lugar de decir por ejemplo "pista 20" debe decirse "pista delcilindro 20"; y con
más precisión, si se trata de la cara superior, ocara 0, se debe indicar
"cilindro 20, cabeza (head) 0". También puede aparecer como "cilindro 20, pista 0", aunque parezcamejor
indicar "pista 20 de la cara 0". A su vez, la pista que está debajo de ésta, en la cara inferior, o cara 1,es
la "pista 1 del cilindro 20", identificable como "cilindro 20,cabeza 1". El sector 15 de esta pista se identifica como "cilindro 20, cabeza 1,sector
15". En una unidad de disco rígido con varios platos, la cabeza (cara) superiordel
plato más alto se designa 0, la inferior del mismo plato con el número 1;luego
siguen las 2 y 3 del plato siguiente, etc. El cilindro de número 20 sirvepara
localizar cualquiera de las 4 pistas de número 20, correspondientes a las4 caras
(cabezas) de los 2 platos, siendo que cada una se diferencia por el número(0,1,
2, ó 3) de la cabeza que accede a la misma. Se indica en esa figura laforma de
direccionar 4 sectores de número 15 pertenecientes a cada una de esaspistas.
Así, un sector se indica "cilindro 20, cabeza (head) 3, sector15", ó "cilindro
2, pista 3, sector 15". Los cilindros de discos o disquetes se enumeran desde 0 (el de mayor radio,el
más exterior) en forma creciente hacia el interior, correspondiendo el
númeromayor a más interno. Suponiendo que todos los sectores de las pistas de un cilindro se leen
(oescriben) en forma secuencias, o sea por orden numérico creciente, primero
elcontrolador ordena a la cabeza de la cara 0 de dicho cilindro acceder a cada
unode los sectores de dicha pista. Luego ordena que la cabeza de la cara 1
delmismo cilindro acceda a los sectores de esta pista, y así sucesivamente sin
queel cabezal se mueva, cada cabeza activada lee (o escribe) los sectores de
lapista que desfilan frente a ella en la cara. Según lo tratado, en definitiva, en disquetes y discos la información
seorganiza físicamente como sigue: ¿De qué depende la cantidad de bytes que puede almacenar un disquete o
undisco magnético? Todas las pistas de un disquete guardan la misma cantidad de bits y
tienenigual número de sectores, como se ha querido hacer notar, por lo que en
laspistas más internas los bits están más "apretados" que en las demayor radio,
o sea que en las internas se tiene una mayor densidad de bitsgrabados por
pulgada de pista (bits per inch = bpi). No ocurre lo mismo en losdiscos rígidos
actuales, como se tratará. La densidad depende del tipo de material magnetizable de las caras, del
anchodel entrehierro de las cabezas, y de la técnica de codificación de
bitsempleada para grabar (MFM, RLL, o ARLL, a desarrollar). Una pista grabada en una viejo disquete de 5 ¼" con dos caras("sides") y
doble densidad (indicado 2S/2D), puede tener por pista 9sectores de 512 Bytes. O
sea que se tendrá 512 x 9 = 4608 Bytes/pista. Además de la cantidad de sectores por pista, en el cálculo de la capacidadde
un disco interviene el número total de pistas (cilindros) que tiene en cadacara.
Para el disquete en cuestión este número es 40 pistas por cara.Entonces, la
capacidad de almacenamiento por cara será 4608 x 40 = 184.320Bytes. Puesto que
se usan las dos caras, la capacidad total de estos disquetesera de 184.320 x 2 =
368.640 Bytes = 360 KB. El número de pistas (cilindros) por cara depende de la cantidad de
pistas("tracks") que puedan grabarse por pulgada ("tracks perinch" = tpi) o
centímetro, medidas en sentido radial. En el disqueteanalizado la densidad de
pistas es de 48 tpi. Por lo tanto, en el cálculo de la capacidad total de almacenamiento de
undisco magnético intervienen: Son corrientes los disquetes de 5 ¼" en los que el material magnéticoadmite
en cada pista el doble de bits por inch que los de tipo 2S/2D citados. Enéstos,
una pista puede tener 15 sectores de 512 Bytes, o sea 15 x 5l2 = 7.680Bytes por
pista. Además poseen el doble de densidad radial de pistas: 96 tpi,resultando
concretamente 80 pistas por cara. Se conocen como 2S/HD, o sea doscaras y alta
densidad ("high density"). Resulta así 7680 x 80 =614.400 Bytes por cara, y para
las dos caras un total de: Estos son los disquetes de 5 ¼" que aún se siguen usando. Los disquetes de 3 ½" contienen cobalto en el material magnético. Losprimeros
fueron del tipo 2DD (dos caras y doble densidad), con 9 sectores/pista,o sea
512x9 = 4608 Bytes/pista. Tenían 135 tpi, por lo cual son posibles
80pistas/cara. Entonces resultaban: 4608 x 80 = 368.640 Bytes por cara; y en total 368.640
x2 = 737.280 Bytes = 720 KB. En 3 ½" se popularizaron los del tipo 2HD, de alta densidad, tambiénde 135
tpi, (80 pistas) pero de 18 sectores por pista. La capacidad total seráel doble
que el anterior: 18 x 512 x 80 x 2 = 1.474560 Bytes = 1,44 MB. Igual método de cálculo se aplica a discos rígidos. Así, un rígido de
8platos, con 1024 pistas (cilindros) por cara, y 63 sectores (de 512 Bytes)
porpista, tendrá una capacidad por cara de 63 x 512 x 1.024 = 33.030.144
Comotiene 8 platos = 16 caras, la capacidad neta total será: 33.030.144 x 16 =
520MB. Generalizando, la capacidad neta de un disco o disquete puede calcularsecomo: Capacidad = Sectores por pista x Tamaño sector (Bytes ) x Pistas
(cilindros)por cara x Nro de caras. No es aconsejable forzar la capacidad máxima que admite cada tipo dedisquete,
so pena de que a mediano plazo pueda comenzar a perder datosalmacenados. Debe tenerse presente, que la capacidad que aparece indicada en discos
rígidoses "bruta", no ocupable totalmente con archivos. Se pierde en promediodel
orden de un 20%, puesto que en cada sector se deben escribir bits con el
númeroque lo identifica, junto con información de control, amen de los bits de
finale inicio que se usan para separar los sectores contiguos entre sí
(figura2.24). Vale decir, que dicha capacidad se refiere a un disco "virgen",sin
formatear. Esto se ejemplifica en el pie de página anterior relacionado conel
disquete 2S/2D de 1,2 MB, o sea el de 5 ¼". ¿Qué significa que un disco o disquete es un medio de almacenamiento deacceso
directo? Tal denominación proviene del hecho de que el cabezal llega directamente ala
pista (cilindro) deseada, sin búsquedas. Luego, con el disco girando, debenpasar
bajo la cabeza activada los sectores que anteceden al sector buscado. Estosi
bien implica una búsqueda secuencial, la misma es de corta duración, por
elrelativo pequeño número de sectores de una pista, y por la velocidad de
girodel disco, como se detalla luego. Si bien se trata de una búsqueda secuencias breve en comparación con la
quedebe hacerse en una cinta magnética para ubicar datos, de lo anterior
resultaque en un disco magnético los datos de un sector son de acceso "casi
-directo". ¿Cómo se localiza un sector de un disco / disquete, y por qué se dice quees
direccionable? Durante una operación de E/S, el controlador de la unidad de disco o de
ladisquetera debe recibir tres números: el del cilindro que contiene la
pistadonde está ese sector, el de la cabeza (head) que accede a esa pista, y el
númerodel sector dentro de la pista. Dichos números en inglés conforman un CHS. En cada unidad existe una cabeza de lectura/escritura para cada cara de
undisco. El controlador ordenará activar para escritura/lectura sólo la cabezade
la cara indicada, y dará la orden de posicionarla sobre el cilindro
(pista)seleccionado, siendo que todas las cabezas avanzan al unísono. Al comienzo de cada sector de un disco están escritos dichos tres númerosde
CHS, formando un número compuesto, que es su "dirección",necesario para
localizarlo, direccionarlo, como quiera decirse. Por este motivose dice que un
disco o disquete son dispositivos de memoria auxiliardireccionables. ¿Qué son los tiempos de posicionamiento, latencia y acceso en un disco
odisquete? Para acceder a un sector que está en una cara de un disco, primero elcabezal
debe trasladarse hasta el cilindro que contiene la pista donde seencuentra dicho
sector, y luego debe esperarse que al girar el disco ese sectorquede debajo de
la cabeza. Por lo tanto, deben tener lugar dos tiempos: El tiempo que dura esta búsqueda secuencial es el tiempo de latencia odemora
rotacional (en promedio es el tiempo de media vuelta). Si el sectorbuscado
estaba en la posición señalada con "X" cuando la cabeza llegóa la pista
indicada, este tiempo es el que tarda en llegar hasta la cabeza, paracomenzar a
ser leído. La suma de estos dos tiempos promedio conforma el tiempo de acceso, o sea
esel tiempo que transcurre desde que la controladora ordena al
cabezalposicionarse sobre un cilindro, hasta que la cabeza indicada accede al
sectorbuscado. La duración de este tiempo sólo depende del tipo de unidad de
discoque se trate: T acceso = t promedio posicionamiento t
promediolatencia En un disquete -conforme a los valores estimados antes al pie de página-este
tiempo será del orden de (70 100) mseg. = 170 mseg. En un disco rígido es mucho menor: hoy es común tener 10 mseg de seek, y
7mseg de latencia (a 4500 r.p.m.) en total 17 mseg. Existen discos que
esostotales son menores. Los fabricantes especifican el tiempo de posicionamiento en vez del
promediototal. También suelen "fabricar" un tiempo de acceso que pondera
lamejora electrónica obtenida por la acción de un caché de disco (a
tratar),cuando se ordena leer una sucesión de sectores ubicados en una misma
pista ocilindro, y suponen en forma optimista que esto ocurrirá en el 40% de
losaccesos ordenados. ¿Qué son tiempo y velocidad de transferencia de datos? Suponiendo una lectura, una vez que el sector requerido está frente a
lacabeza activada -luego de transcurrir los tiempos de posicionamiento y
delatencia- ella debe leer bit por bit dicho sector, pasando estos bits en
seriehacia la electrónica, y luego hacia la interfaz del disco o disquete.
Eldestino final de los bits que conforman el campo de datos de un sector, es
lazona de memoria principal (buffer) reservada para esos datos. A esta zona
esosbits leídos llegan en paralelo (de 16 ó 32 por vez) a través del bus que
unela interfaz con la memoria principal. Sea un disco de 32 sectores por pista, que gira a 3.600 r.p.m. = 60 r.p.seg.
1 revolución/ 16 mseg. Un sector cualquiera de los 32 de una pista será recorrido por la cabeza
en1/32 de revolución, o sea en 16 mseg/32 = 0,5 mseg. Durante este tiempo
delectura, los bits del campo de datos (que forman 512 bytes) se van
transfiriendohacia la electrónica (IDE o SCSI) de la unidad de disco, a medida
que la cabezalos va leyendo. O sea que durante dicho tiempo se están enviando a
razón de512/0,5 bytes/mseg. = 1024 bytes/mseg = 1.024.000 bytes/seg., casi 1
MB/seg. Este valor constituye la velocidad de transferencia interna. Inversamente, en una escritura del disco, a medida que frente a la
cabezaseleccionada pasa el campo de datos del sector, la unidad (IDE ó SCSI) le
debeenviar en serie los bits a escribir, los cuales fueron llegando a esta
unidad(de a bytes) por el bus, desde memoria principal. Puesto que el disco gira
aigual velocidad en lectura o escritura, el tiempo de escritura o lectura
delcampo de datos será el mismo, y por lo tanto también la velocidad
detransferencia interna será igual en la escritura o lectura. Como se planteó, estos MB/seg definen la velocidad de transferencia
interna,que suele ser indicada como la "velocidad de transferencia" por
losfabricantes de unidades de disco. Debe tomarse ésta como la velocidad con
queuna cabeza puede leer o escribir "al vuelo" los bits de un sector,siendo esta
velocidad una medida de la velocidad máxima a la que se puedentransferir bits
entre disco y memoria (o viceversa). Esto es porque si consideramos el trayecto total que deben recorrer los
datosen una operación de entrada (lectura de disco) o salida (escritura del
mismo),no se puede dejar de lado el tiempo que insume su transferencia a través
delbus (ISA, VESA o PCI) que comunica la porción central con el registro port
dedatos ubicado en la electrónica (como la ATA-IDE). Asimismo, importa
lavelocidad de respuesta de esta interfaz. Si ella o el bus no son lo suficiente
rápidos,la velocidad real de transferencia de datos hacia o desde un disco a
memoriapuede ser bastante menor que la máxima citada. La velocidad de transferencia interna será la velocidad de transferenciareal
sólo si a medida que la cabeza lee (o escribe) los datos de un sector,ellos se
van transfiriendo hacia memoria (desde memoria) sin demoras. Conforme alo
anterior resulta que la velocidad de transferencia de un disco depende: El tiempo de transferencia entre disco y memoria se halla dividiendo losbytes
de un sector (512), por la velocidad de transferencia, y es por lo menoslo que
tarda la cabeza en pasar por la zona de datos del sector. Un disquete de 3 ½" y 1,44 MB, 80 cilindros y 18 sectores por pistagira a 300
r.p.m. o sea 200 mseg por vuelta (como se calculó). Por lo tanto, unsector será
recorrido en (200/18) mseg = 11 mseg. La velocidad de transferenciainterna será:
512 Bytes/11 mseg = 50 KB/seg. que también será la velocidad detransferencia
puesto que aunque la controladora esté conectada a un bus ISA,este permite hasta
8 MB/seg. (máximo). En general, a igualdad de velocidad de giro, si se aumenta la densidad
lineal(número de bits por cm de pista) se transferirán más bits por segundo. Hoy
díaesta densidad va en aumento en los nuevos modelos de discos rígidos, dado
quecon los actuales tipos de cabeza desarrollados se pueden grabar y detectar
másbits por cm de pista, por lo que cada vez resultan mayores velocidades
detransferencia interna de bits. Esto debe tener como correlato interfaces (IDE
oSCSI) que tengan listos rápidamente los datos a escribir o los leídos en
undisco, y buses, con un ancho de banda apto para soportar tales velocidades
detransferencia entre la interfaz y memoria. También en muchos casos se ha aumentado la velocidad de giro de los
rígidos,lo cual a su vez trae aparejado una mayor velocidad de transferencia. Teniendo en cuenta los tiempos descriptos, el tiempo total de
entrada/salidaque se tarda en atender una orden de lectura (o escritura) que
llegó alcontrolador de la unidad de disco será: T E/S = t posicionamiento t latencia t
transferencia Se trata que este tiempo sea lo más corto posible, pues la escritura ylectura
de archivos en disco (rígido) es una actividad frecuente en un sistemade
computación. Propiedades y funciones de los discos magnéticos 1. Tiene capacidad para almacenar masivamente grandes cantidades de
inmolaciónen reducidos espacios con el consiguiente bajo costo relativo por
bytealmacenado. 2. Es memoria "no volátil": guarda largo tiempo los bitsalmacenados aunque se
retire el sumistro de energía eléctrica, propiedad quela memoria principal
carece. Permite acceder en pocos milisegundos, casi directamente, al lugar donde
sehalla un bloque de datos a leer o escribir, sin necesidad de búsqueda en
todoslos bloques de datos que le preceden, como ocurre en una cinta magnética.
Enesta además no se puede re-escrbir una porción sin re-escribirla totalmente. Parámetros que caracterizan el comportamiento de un disco En esta sección estructuraremos los principales parámetros que caracterizanel
funcionamiento de un disco: 3. Disco rígido El cuerpo del disco esta construido en los discos rígidos por aluminio
ocristal cerámico. La distancia entre el cabezal y un disco es demasiada pequeña. Según como esté cada partícula magnetizada ( N-S , S-N ) dependerá si hayun 0
o 1. Al moverse las dos cabezas juntas se logra leer o escribir más rápido yaque
el cabezal se posiciona en el mismo lugar de distintas caras y sin moverseel
brazo (que es lento porque es mecánico) lee o escribe mas datos en el
mismotiempo. Formateo Luego del comienzo a cada sector se graba el numero de CHS que lo
identificapara poder acceder al mismo. Esta grabación inicial se lo
denomina"formateo físico" luego del cual se efectúa el "formateo lógico",que
implica escribir en el campo de datos de ciertos sectores, informaciónexclusiva
para el uso del sistema operativo. (tabla de particiones, subrutina debooteo,
datos del disco, Fat y directorio raiz). En el formateo "físico" o de bajo nivel se generan los sectores decada una de
las pistas. Para cada sector de la cabeza escribe los números deCHS (cilindro,
Head y Sector) que sirven para localizarlo e identificarlo, luegoreserva un
lugar de 512 bytes cuyo contenido se establecerá cuando se escribael sector. El formateo físico es cuando el sistema operativo asigna cuanto mide
cadasector. La tabla de particiones del disco aparece una sola vez en la primera
partición,Sectores de booteo, Tablas fat y directorio raíz aparecen en cada
partición. El directorio raíz sirve para saber si un archivo o subdirectorio esta o
noalmacenado. También indica sus atributos: protegido contra escritura,
oculto,lectura/escritura, etc. Tamaño del archivo y fecha de creación. Depende del tamaño de la partición o del disco entero va a variar el
tamañodel cluster o cantidad de sectores consecutivos. ¿Cómo es una pista y un sector de disquete? ¿Cómo se localiza un sector de disco / disquete y por que se dice que
esdireccionable? Durante una operación de entrada / salida, el controlador de la unidad
dedisco o de la disquetera debe recibir tres números: el del cilindro
quecontiene la pista donde esta ese sector, el de la cabeza (head) que accede a
esapista, y el numero de sector dentro de la pista. Dichos números en
inglesconforman un CHS. En cada unidad existe una cabeza de lectura/escritura para cada cara de
undisco. El controlador ordenara activar para escritura/lectura solo la cabeza
dela cara indicada, y dará la orden de posicionarla sobre el
cilindroseleccionado. Al comienzo de cada sector de un disco están escritos
dichos tresnúmeros de CHS, formando un numero compuesto, que es su
"dirección",necesario para localizarlo, direccionarlo o como quiera decirse. Por
esto sedice que un disco/disquete es de acceso direccionable. ¿ Que son los tiempos de posicionamiento, latencia y acceso en un disco
odisquete? Organización por clusters y Sl El DOS como otros sistemas se desentiende de la ubicación física real delos
sectores, o sea no opera con la estructura física o geométrica de undisco. El
DOS no tiene en cuenta los números CHS. Simplemente supone que lossectores de un
disco forman una sucesión de sectores lógicos (SL) numerados enforma consecutiva
empezando del 0, usando un solo numero por cada SL. Las rutinas del ROM BIOS llamadas por el DOS son las encargadas de hacer
laorganización lógica que ve el DOS con la organización física del CHS. El DOS y otros SO, aparte de ver los sectores de manera lógica, dividen
losarchivos en unidades de igual tamaño llamadas clusters. Un cluster puede
estarformado por un sector lógico o agrupar un numero de sectores lógicos
denumeración consecutiva (el tamaño de los clusters debe ser siempre
igualesentre si en un mismo disco o partición de rígido). En un cluster no se
puedealmacenar mas de un archivo. Para el DOS un archivo es una cadena de
clusterscuyos números pueden ser o no ser consecutivos. En los disquetes de 5 1/4 con 1.2 MB y en los de 3 1/2 con 1.44 MB un
clusterocupa un sector (512 bytes), mientras que los discos de 5 1/4 de 360 KB y
en losde 3 1/2 de 2,88 MB un cluster es 1 KB (2 sectores). Motor de impulsos: Es un motor eléctrico de gran precisión. Su misión es mover la cabeza
delectura-escritura a través de la superficie de los discos metálicos en
sentidoradial para situarse en el sector y cilindro adecuado. Todo el conjunto
decabezales y discos viene envuelto en una caja sellada herméticamente,
paraimpedir que las partículas de polvo y suciedad existentes en el ambiente
sedepositen sobre la cabeza de lectura-escritura, causando luego la aparición
deerrores tanto en la obtención de datos como en su grabación, llegando inclusoa
perderse toda la información contenida en él. Circuito impreso controlador: Situado en la parte inferior del conjunto de disco duro. Contiene
losdispositivos electrónicos que controlan: la velocidad de giro, la posición
dela cabeza de lectura-escritura y la activación de obtención o grabación
dedatos. Este circuito consta, en un principio, de tres conectores: Dos planos
depistas doradas y uno blanco con cuatro patillas AMP hembra. Los primeros
seutilizan para comunicarse el disco duro con su tarjeta controladora que
estaunida a la CPU, mediante otro conector plano. El otro conector es el que alimenta a la unidad de disco y la une con
lafuente de alimentación del ordenador. Este consta de cuatro patillas, en
lasque destaca la masa y los voltajes de 5 y 12 voltios. Circuito impreso controlador Todos estos componentes van protegidos por una carcasa de aleación
quemantiene a todos estos alineados con toda precisión, esta carcasa es la
quedota al disco duro de su peso y robustez. Características: La diferencia mas clara entre un disquete y un disco duro es la grancapacidad
de almacenamiento de este ultimo. Esto hace que tengamos que tratar de forma diferente a los discos duros delos
flexibles. Los discos duros presentan un problema especial que, por otra parte,
tienesolución. Al estar en el interior de la computadora no podemos combinarlo
conotro de formato diferente o preparado para otro sistema operativo
(normalmentese usa DOS pero hay otros SO como UNIX, OS-2 etc...). Este problema
deja detener importancia cuando se usan discos removibles, ya que su utilización
essimilar a la de los discos flexibles. Con los disquetes y con los removibles no hay problema de reconocimiento
porparte de nuestro sistema operativo, porque si no lo reconoce por
estarinicializado (formateado) con un sistema podemos introducir otro, pero el
discorígido si trabaja con un sistema operativo, en un principio, ya no
puedeutilizar otro. Por eso los fabricantes de hardware permiten organizar el disco rígido
paraque acepte varios sistemas operativos por medio de lo que se denomina
particióndel disco duro (dividirlo en áreas). Él formateo físico implica la creación de sectores, sus marcas de
dirección(utilizadas para identificar los sectores después del formateo) y la
porciónde datos del sector. Él formateo lógico del disco rígido es la conversión
deun disco al modelo que define el sistema operativo. El disco duro es el sistema de almacenamiento más importante de sucomputador
y en el se guardan los archivos de los programas - como los sistemasoperativo
D.O.S. o Windows 95, las hojas de cálculo (Excel, Qpro, Lotus) losprocesadores
de texto (Word, WordPerefct, Word Star, Word Pro), los juegos(Doom, Wolf, Mortal
Kombat) - y los archivos de cartas y otros documentos queusted produce. La mayoría de los discos duros en los computadores personales son
detecnología IDE (Integrated Drive Electronics), que viene en las
tarjetascontroladoras y en todas las tarjetas madres (motherboard) de los
equiposnuevos. Estas últimas reconocen automáticamente (autodetect) los discos
durosque se le coloquen, hasta un tamaño de 2.1 gigabytes. La tecnología IDE de los discos duros actuales ha sido mejorada y se leconoce
como Enhaced IDE (EIDE), permitiendo mayor transferencia de datos enmenor
tiempo. Algunos fabricantes la denominan Fast ATA-2. Estos discos durosson más
rápidos y su capacidad de almacenamiento supera un gigabyte. Unmegabyte (MB)
corresponde aproximadamente a un millón de caracteres y ungigabyte (GB) tiene
alrededor de mil megabytes. Los nuevos equipos traen comonorma discos duros de
1.2 gigabytes. Las motherboards anteriores con procesadores 386, y las primeras de los
486,reconocen solo dos discos duros, con capacidad hasta de 528 megabytes cada
uno yno tienen detección automática de los discos. Para que estas
motherboardsreconozcan discos duros de mayor capacidad, debe usarse un programa
(diskmanager) que las engaña, haciéndoles creer que son de 528 megabytes. Si su computador es nuevo, la motherboard le permite colocar hasta
cuatrounidades de disco duro. El primer disco duro se conoce como primario
master, elsegundo como primario esclavo, el tercero como secundario master y el
cuartocomo secundario esclavo. El primario master será siempre el de arranque
delcomputador (C:\>). La diferencia entre master y esclavo se hace mediante un pequeño puente
metálico(jumper) que se coloca en unos conectores de dos patitas que tiene cada
discoduro. En la cara superior del disco aparece una tabla con el dibujo de
cómohacer el puente de master, esclavo o master con esclavo presente. Partes del disco duro La estructura física de un disco es la siguiente: un disco duro se organizaen
platos (PLATTERS), y en la superficie de cada una de sus dos caras existenpistas
(TRACKS) concéntricas, como surcos de un disco de vinilo, y las pistasse dividen
en sectores (SECTORS). El disco duro tiene una cabeza (HEAD) en cadalado de cada
plato, y esta cabeza es movida por un motor servo cuando busca losdatos
almacenados en una pista y un sector concreto. El concepto "cilindro" (CYLINDER) es un parámetro de organización:el cilindro
está formado por las pistas concéntricas de cada cara de cadaplato que están
situadas unas justo encima de las otras, de modo que la cabezano tiene que
moverse para acceder a las diferentes pistas de un mismo cilindro. En cuanto a organización lógica, cuando damos formato lógico (el físico,o a
bajo nivel, viene hecho de fábrica y no es recomendable hacerlo de nuevo,excepto
en casos excepcionales, pues podría dejar inutilizado el disco) lo quehacemos es
agrupar los sectores en unidades de asignación (CLUSTERS) que esdonde se
almacenan los datos de manera organizada. Cada unidad de asignación sólopuede
ser ocupado por un archivo (nunca dos diferentes), pero un archivo puedeocupar
más de una unidad de asignación. Funcionamiento del disco duro Cuando usted o el software indica al sistema operativo a que deba leer
oescribir a un archivo, el sistema operativo solicita que el controlador
deldisco duro traslade los cabezales de lectura/escritura a la tabla de
asignaciónde archivos (FAT). El sistema operativo lee la FAT para determinar en
qué puntocomienza un archivo en el disco, o qué partes del disco están
disponibles paraguardar un nuevo archivo. Los cabezales escriben datos en los platos al alinear partículas
magnéticassobre las superficies de éstos. Los cabezales leen datos al detectar
laspolaridades de las partículas que ya se han alineado. Es posible guardar un solo archivo en racimos diferentes sobre varios
platos,comenzando con el primer racimo disponible que se encuentra. Después de
que elsistema operativo escribe un nuevo archivo en el disco, se graba una lista
detodos los racimos del archivo en la FAT. Un ordenador funciona al ritmo marcado por su componente más lento, y poreso
un disco duro lento puede hacer que tu MAQUINA sea vencida en prestacionespor
otro equipo menos equipado en cuanto a procesador y cantidad de memoria,pues de
la velocidad del disco duro depende el tiempo necesario para cargar tusprogramas
y para recuperar y almacenar tus datos. Características del disco duro A continuación vamos a indicar los factores o características básicas quese
deben tener en cuenta a la hora de comprar un disco duro. Capacidad de almacenamiento La capacidad de almacenamiento hace referencia a la cantidad de
informaciónque puede grabarse o almacenar en un disco duro. Hasta hace poco se
medía enMegabytes (Mg), actualmente se mide en Gigabytes (Gb). Comprar un disco duro con menos de 3,5 GIGAS de capacidad dará lugar a
quepronto te veas corto de espacio, pues entre el sistema operativo y una
suiteofimática básica (procesador de texto, base de datos, hoja de cálculo
yprograma de presentaciones) se consumen en torno a 400 MB. Si instalas los navegadores de MICROSOFT y NETSCAPE suma otros 100MB;
unabuena suite de tratamiento gráfico ocupa en torno a 300MB y hoy en día
muchosjuegos ocupan más de 200MB en el disco duro. Ya tenemos en torno a 1,5 GIGAS ocupados y aún no hemos empezado a
trabajarcon nuestro ordenador. Si nos conectamos a Internet, vemos que nuestro disco duro empieza a
tenercada vez menos espacio libre, debido a esas páginas tan interesantes que
vamosguardando, esas imágenes que resultarán muy útiles cuando diseñemos
nuestraprimera Página WEB y esas utilidades y programas SHAREWARE que hacen
nuestrotrabajo más fácil. Velocidad de Rotación (RPM) Es la velocidad a la que gira el disco duro, más exactamente, la velocidad
ala que giran el/los platos del disco, que es donde se almacenan
magnéticamentelos datos. La regla es: a mayor velocidad de rotación, más alta
será latransferencia de datos, pero también mayor será el ruido y mayor será
elcalor 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
IDEde 7200RPM), a menos que te lo den a un muy buen precio, ni un disco SCSI
demenos de 7200RPM (los hay de 10.000RPM). Una velocidad de 5400RPM permitirá
unatransferencia entre 10MB y 16MB por segundo con los datos que están en la
parteexterior del cilindro o plato, algo menos en el interior. Tiempo de Acceso (Access Time) Es el tiempo medio necesario que tarda la cabeza del disco en acceder a
losdatos que necesitamos. Realmente es la suma de varias velocidades: * El tiempo que tarda el disco en cambiar de una cabeza a otra cuando
buscadatos. Es uno de los factores más importantes a la hora de escoger un disco
duro.Cuando se oye hacer ligeros clicks al disco duro, es que está buscando
losdatos que le hemos pedido. Hoy en día en un disco moderno, lo normal son
10milisegundos. Memoria CACHE (Tamaño del BUFFER) El BUFFER o CACHE es una memoria que va incluida en la controladora
internadel disco duro, de modo que todos los datos que se leen y escriben a
disco durose almacenan primeramente en el buffer. La regla de mano aquí es
128kb-Menos de1 Gb, 256kb-1Gb, 512kb-2Gb o mayores. Generalmente los discos
traen 128Kb o256Kb de cache. Si un disco duro está bien organizado (si no, utilizar una
utilidaddesfragmentadora: DEFRAG, NORTON SPEEDISK, etc.), la serie de datos que
se va anecesitar a continuación de una lectura estará situada en una posición
físicamentecontigua a la última lectura, por eso los discos duros almacenas en
la cachélos datos contiguos, para proporcionar un acceso más rápido sin tener
quebuscarlos. De ahí la conveniencia de desfragmentar el disco duro con
ciertafrecuencia. El buffer es muy útil cuando se está grabando de un disco duro a un
CD-ROM,pero en general, cuanto más grande mejor, pues contribuye de modo
importante ala velocidad de búsqueda de datos. Este número indica la cantidad de datos un disco puede leer o escribir en
la parte más exterior del disco o plato en un periodo de un segundo.
Normalmente se mide en Mbits/segundo, y hoy en día, en un disco de 5400RPM,
un valor habitual es 100Mbits/s, que equivale a 10MB/s. Es el método utilizado por el disco duro para conectarse al equipo, y
puedeser de dos tipos: IDE o SCSI. Todas las placas bases relativamente recientes, incluso desde las placas
486,integran una controladora de disco duro para interfaz IDE (normalmente con
busPCI) que soporta dos canales IDE, con capacidad para dos discos cada una, lo
quehace un total de hasta cuatro unidades IDE (disco duro, CD-ROM, unidad
debackup, etc.) Debemos recordar, sin embargo, que si colocamos en un mismo canal
dosdispositivos IDE (e.g. disco duro CD-Rom), para transferir datos uno tiene
queesperar a que el otro haya terminado de enviar o recibir datos, y debido a
lacomparativa lentitud del CD-ROM con respecto a un disco duro, esto
ralentizamucho los procesos, por lo que es muy aconsejable colocar el CD-ROM en
un canaldiferente al de el/los discos duros. La velocidad de un disco duro con interfaz IDE tambien se mide por el
PIO(modo programado de entrada y salida de datos), de modo que un disco duro
conPIO-0 transfiere hasta 3,3MB/s, PIO-1 hasta 5,2MB/s, PIO-2 hasta 8,3MB/s.
Estosmodos anteriores pertenecen a la especificación ATA, pero en la
especificaciónATA-2 o EIDE, los discos duros pueden alcanzar PIO-3, hasta
11,1MB/s, o PIO-4,hasta 16,6MB/s. Los discos duros modernos soportan en su
mayoría PIO-4. Recientemente se ha implementado la especificación ULTRA-ATA o ULTRA
DMA/33,que puede llegar a picos de transferencia de hasta 33,3MB/s. Este es el
tipo dedisco duro que hay que comprar, aunque nuestra controladora IDE no
soporte estemodo (sólo las placas base Pentium con chipset 430TX y las nuevas
placas conchipsets de VIA y ALI, y la placas Pentium II con chipset 440LX y
440BX losoportan), pues estos discos duros son totalmente compatibles con los
modosanteriores, aunque no les sacaremos todo el provecho hasta que
actualicemosnuestro equipo. En cuanto al interfaz SCSI, una controladora de este tipo suele tener
quecomprarse aparte (aunque algunas placas de altas prestaciones integran
esteinterfaz) y a pesar de su precio presenta muchas ventajas. Se pueden conectar a una controladora SCSI hasta 7 dispositivos (o 15 si
esWIDE SCSI)de tipo SCSI (ninguno IDE), pero no solo discos duros, CD-ROMS
yunidades de BACKUP, sino también grabadoras de CD-ROM (las hay también
coninterfaz IDE), escáneres, muchas de las unidades de BACKUP, etc. Otra ventaja muy importante es que la controladora SCSI puede acceder avarios
dispositivos simultáneamente, sin esperar a que cada uno acabe sutransferencia,
como en el caso del interfaz IDE, aumentando en general lavelocidad de todos los
procesos. Las tasas de transferencia del interfaz SCSI vienen determinados por su
tipo(SCSI-1, Fast SCSI o SCSI-2, ULTRA SCSI, ULTRA WIDE SCSI), oscilando entre
5MB/shasta 80MB/s. Si el equipo va a funcionar como servidor, como servidor de
basede datos o como estación gráfica, por cuestiones de velocidad, el
interfazSCSI es el más recomendable. Recomendaciones para adquirir un disco duro * 4,5GB mínimo * 6,5GB mínimo * 6,5GB mínimo Como mantener un disco duro en buen estado Existen varias cosas que usted puede realizar para prevenir que lacomputadora
le devuelve mensajes de error molestos. A continuación encontraráuna lista de
programas diferentes disponibles para asegurarse de que la unidadde disco duro
se mantenga saludable y funcionando a plena capacidad. (Estándisponibles estos
programas de ejemplo a través de Windows 95. Usted puedecomprar otros programas
para realizar las mismas tareas; simplemente hay quehablar con un distribuidor
local de software para la computadora.) Utilidad de Desfragmentación de Disco Al transcurrir el tiempo, es posible que los archivos se vuelvan
fragmentadosporque se almacenan en posiciones diferentes en el disco. Los
archivos estaráncompletos cuando los abra, pero la computadora lleva más tiempo
al leer yescribir en el disco. Están disponibles programas de desfragmentación
quecorrigen esto. Para obtener acceso al programa de desfragmentación de
discobajo Windows 95, haga clic en Inicio. Ilumine Programas, Accesorios, luego
enHerramientas de Sistema. Haga clic en Utilidad de Desfragmentación de Disco. Compresión de Datos Usted puede obtener espacio libre en la unidad de disco duro o en disquetesal
comprimir los datos que están almacenados en éstos. En Windows 95, hagaclic en
Inicio. Ilumine Programas, Accesorios, luego en Herramientas de Sistema.Haga
clic en DriveSpace. Detección de Daños Si experimenta problemas con los archivos, tal vez quiera averiguar siexisten
daños en el disco. ScanDisk de Windows 95 verifica los archivos y lascarpetas
para encontrar errores de datos y también puede verificar lasuperficie física
del disco. Para ejecutar ScanDisk, haga clic en Inicio.Ilumine Programas,
Accesorios, luego en Herramientas de Sistema. Haga clic enScanDisk. Además, es
posible que la unidad de disco duro puede estar'infectada' con un virus si ha
transferido los archivos o datos de otracomputadora. Existen varios programas de
detección y limpieza de virus que estándisponibles para usted. Simplemente hay
que pedirlos del distribuidor local desoftware para computadoras. Respaldos Si la unidad de disco duro se descompone o si los archivos se dañan o
sesobreescriben accidentalmente, es una buena idea contar con una copia
derespaldo de los datos de la unidad de disco duro. Están disponibles
variosprogramas de respaldo de uso con cintas, disquetes y aun con los
mediosdesmontables. A menudo, la computadora tendrá una utilidad de respaldo
yainstalada. Marcas conocidas A continuación se proporcionan las compañías fabricantes de discos durosmas
importantes: Aspectos particulares de discos rígidos y unidades de disco rígido Temas anteriores ponían de manifiesto características comunes de disquetesy
discos rígidos. En lo que sigue se tratan aspectos propios de los rígidos. Los discos magnéticos rígidos o duros difieren de los disquetes por su
grancapacidad de almacena miento, por la mayor rapidez con que se accede a
losdatos, y por la mayor velocidad con que se los transfiere desde o hacia
lamemoria. Ello es fruto de su mayor densidad superficial (más bits por pista y
máspistas por centímetro radial), de su mayor velocidad de rotación, de
unsistema más veloz de posicionamiento del cabezal, y de una controladora
másinteligente. Por ser de material duro, un rígido no presenta las deformaciones de
undisquete y permite una mayor precisión en el acceso a cada pista. Al
respecto,un servomecanismo permite ubicar y seguir cada pista, lo cual permite
una mayorcontabilidad, dada la proximidad entre las pistas contiguas. El término "duro" ("hard disk" = HD) se refiere a queestá constituido por
platos rígidos de aluminio, o de vidrio con implante cerámicoen el presente.
Existen discos rígidos fijos como los que están en una cajahermética en el
interior del gabinete de una PC, y también los hay removibles,los cuales son
transportables. Las unidades de disco, según el tipo que sean,pueden contener
uno o más discos. Típicamente en una PC de escritorio son unoo dos platos, de un
diámetro de 3 ½ pulgadas. Por fabricarse los platos bajo normas estrictas, y variar muy poco de
tamañocon la temperatura, el material magnético que los recubre permite 3000 tpi
o más,a la par que 50.000 o más bytes por pista (o sea 100 ó más sectores
porpista). También ha influido en esto la aplicación de
magnetizaciónperpendicular a la superficie de la capa magnetizable, en lugar de
la polarizaciónde superficie (figura 2.5). Resulta así una elevada capacidad de
almacenaje(500 MB - 1 GB o más) en uno o dos platos pequeños, y unidades
compactas. Además,por la gran velocidad de giro, y por tener el cabezal
movimiento rápido endiscos de pequeño radio, se tiene comparativamente cortos
tiempos de acceso. Mássectores por cilindro posibilitan que un archivo entre en
un solo cilindro, paraque el cabezal en lo posible no deba cambiar a otro
cilindro, resultando más rápidala escritura y posteriores lecturas; a la par que
reduce la fragmentación dearchivos en varios cilindros, con la pérdida de tiempo
que ello ocasiona. Las cabezas "magneto-resistivas" (MR) basadas en una resistenciavariable con
el campo magnético del disco, no usan bobina, y permiten mayordensidad de
grabación. Los discos rígidos de las XT de la década del ‘80 al presente hanaumentado su
capacidad de 10 MB a 2 Gigas o más; y su velocidad detransferencia de 100 KB a
10 MB por seg. Han disminuido su tiempo de acceso, decasi 100 mseg a menos que
10 mseg. Su costo por MB almacenado pasó de U$S 150 acentavos de dólar. La estructura en cilindros, pistas y sectores, así como la escritura olectura
de las mismas es similar a la de los disquetes, y de hecho se hantratado al
describir los disquetes. Pero en los discos duros cada cabeza se sitúaa unas
pocas millonésimas de milímetro (menos que el grosor de un cabello) porsobre la
pista que recorre, sin rozarla. Así se evita el desgaste de lasuperficie del
disco debido a la fricción de la cabeza. Cada cabeza flota comoun navío
catamarán en un colchón de aire producido por la gran velocidad degiro de los
platos. Se reservan pistas de un cierto cilindro para estacionar lascabezas
cuando el motor se detiene. Actualmente existen discos con cabezas
desemicontacto, o de proximidad, que están en contacto con la superficie de
lacara durante cortos tiempos, para sensar mejor variaciones de campos
magnéticos. En los discos, el "tiempo medio entre fallas (MTBF)" es unaestimación
estadística de cuánto en promedio durará antes de que falle. Porejemplo, si MTBF
= 87.600 horas implica que podría llegar a funcionar 10 añossin parar, libre de
fallas que impidan su funcionamiento, aunque la garantía dedevolución por este
tipo de fallas, es típicamente de un año; siendo ademásque un disco se puede
volver obsoleto en 2 ó 3 años. El hecho de que un rígido esté contenido en una caja cerrada
ysobrepresurizada, evita en gran medida que queden partículas abrasivas
desuciedad entre una cabeza y una cara, que reducen su vida útil. Otra diferencia con las disqueteras, es que los platos de un rígido
debengirar sin parar mientras el disco está en uso, aunque no se lean o
escribanarchivos. Puesto que las cabezas no tocan las caras, no hay problemas
dedesgaste, y tampoco se pierde tiempo hasta que los platos alcancen la
velocidadde rotación requerida. En un disco con varios platos, la forma de numerar los cilindros y caras
essimilar a la descripta antes para un disquete. Igualmente como en éste,
lascabezas de escritura/lectura se mueven al unísono, y sólo se puede escribir
oleer una pista de una cara por vez, seleccionando la cabeza correspondiente
aesa cara.' También existen diferencias entre rígidos y disquetes en relación conciertos
campos de las pistas y sectores, aunque en esencia la organización decilindros,
pistas y sectores se conserva. En el presente, los siguientes parámetros sirven para comparar y decidir
eltipo de disco a usar: Capacidad de almacenamiento Fabricante Tipo de unidad (IDE, SCSI) Tiempo promedio de posicionamiento de una pista a otra al azar Velocidad de transferencia Revoluciones por minuto (la latencia a 7200 r.p.m. dura la mitad que a
3600r.p.m.) Tamaño y performance del caché para disco incorporado a la unidad Costo por MB almacenado ¿Qué significa que un disco está muy fragmentado? El DOS va llenando un disco con archivos, intentando ocupar sectoressucesivos
de un mismo cilindro, aunque "no sabe" si esto ocurrerealmente, o si un archivo
está parte en un cilindro y parte en el siguiente,dado que el DOS ignora que un
disco tiene cilindros y pistas, como se explicóantes. Esto trae aparejado más demoras en la lectura y escritura de archivos,
lascuales se incrementan si un archivo está distribuido en varios
cilindrosdistintos (pues el cabezal debe realizar muchos movimientos de
posicionamientopara ir de un cilindro a otro). Asimismo, una vez que un disco
fue escrito hastael final, el DOS amplía archivos en sectores que fueron dejados
libres porhaberse borrado en forma total o parcial otros archivos. Resulta así una distribución azarosa de porciones de archivos por
distintoscilindros, conocida como "fragmentación" externa. Esta tiene lugar
alcabo de cierto tiempo, cuando se guardan, borran, y vuelven a escribir
archivos,e inevitablemente cuando un disco está por colmar su capacidad. En
definitiva,el DOS fue pensado para aprovechar al máximo la capacidad de un
disco, dejandoen segundo lugar la optimización del tiempo de lectura de los
archivos. Si un disco está muy fragmentado, cuando se debe leer un archivo se
pierdemucho tiempo, pues el cabezal debe ir de un cilindro a otro donde
estángrabados sectores de dicho archivo. Esto no ocurre si todos los sectores de un archivo están en un mismocilindro.
Para lograr esta distribución con todos los archivos de un disco, serecurre a un
programa para "desfragmentar", cuando se nota que undisco duro se ha vuelto muy
lento. ¿Cómo están en el presente organizados físicamente los sectores en laspistas
de los discos rígidos? La organización de la figura 2.3 con igual número de sectores en cadapista,
desperdicia capacidad de almacenamiento, pues las pistas exteriores podríantener
más que el doble de sectores que las más internas, de menor radio. Lamayor
densidad de bits de éstas (bpi) determina y limita el número de sectoresque
tendrán otras pistas más alejadas del centro. En la mayoría de las unidades de disco actuales (tipo IDE o SCSI) se
empleaigual densidad de grabación en todas las pistas (constant density
recording =CDR), y "grabación zonal" ("zone recording'), que consiste enformar
desde el centro del disco hacia afuera, varias zonas de cilindros, cadauna con
más sectores por pista que la mas interna anterior. Así se logra hastaun 50%,
más de capacidad que con la otra disposición. En un disco rígido actual, ¿cómo localiza el cabezal más rápidamente
uncilindro? Hoy día las unidades de disco rígido de más de 80 MB, no usan como
lasdisqueteras un motor paso a paso para ubicar el cabezal en cada pista de
uncilindro. El cabezal no avanza en línea recta, sino que gira alrededor de
uneje, como el brazo de los tocadiscos con púa. La armadura se mueve de
formaparecida al de la bobina de un parlante ("voice coil" identifica
estesistema de posicionamiento). Sobre la armadura se tiene una bobina, la cual
estásometida a un fuerte campo magnético creado por un imán permanente que
estáfijo fuera de la armadura. Cuando el sistema de control envía una
determinadacorriente por la bobina, ésta también genera un pequeño campo
magnético, queal accionar con el campo existente, creado por el imán permanente,
hace moverbobina, y por ende la armadura hasta la pista (cilindro) seleccionada.
Si lacabeza no se encuentra justo sobre dicha pista, tiene lugar un ajuste fino
automáticode su posición, merced a la existencia de información extra de
servocontrolescrita (servowriter) antes de cada sector o en una cara de un plato
dedicada aesa información, donde no se almacenan archivos. Si estas señales al
sersensadas no tienen la amplitud suficiente, la controladora varía la
corrientede la bobina hasta que el cabezal esté justo sobre la pista. Esto
permite lalocalización exacta de cada pista, con independencia de cualquier
variación delas dimensiones de los platos por la temperatura. Resulta así que
las cabezashacen un "seguimiento" de las pistas, de donde deviene su
denominación"track following system". A tal efecto el sistema realiza en
formaautomática periódicas autocalibraciones (cada 5 ó 25 minutos) con los
discosgirando, actualizando datos sobre variaciones en la memoria de la
controladoraIDE o SCSI. Cuando la unidad de disco se apaga, el cabezal se estaciona
automáticamente(automatic head parking) fuera de las pistas con datos, merced a
que un resortelleva la armadura a una posición fija, que el campo del imán
permanente ayudaa mantener. Al encender el equipo, la fuerza que se origina al
circularcorriente por la bobina de la armadura (para posicionar el cabezal)
estira dichoresorte y mueve la misma. ¿Qué funciones realiza una unidad de disco inteligente ATA-IDE o FAST ATA? Unidades de discos rígidos anteriores, adecuadas al estándar ST506,
requeríanuna interfaz - controladora cuya circuitería estaba en una plaqueta
insertableen un zócalo ("slot"), con funciones análogas a las descriptas
altratar la interfaz - controladora de disquetera. Los discos con unos 30 MB
decapacidad podían compartir una plaqueta con las unidades de disquetes;
perocapacidades mayores requerían una plaqueta dedicada, que ocupaba un zócalo
más. Por las razones que se expondrán, fue necesario que la interfaz -controladora
esté localizada junto a la unidad de disco rígido, integrada conla electrónica
de este periférico, de donde provienen las siglas IDE de"integrated drive
electronics". Las siglas ATA - AT Attachment son sinónimasde IDE. Dadas las
actuales capacidades de los discos rígidos, y las velocidadesde acceso y de
transferencia de una unidad de disco rígido (drive), se requiereque la
electrónica ligada a ella sea "inteligente", conteniendo unmicrocontrolador, con
un programa en su ROM, y una RAM veloz para buffer delperiférico. El microcontrolador maneja los sistemas con servowriter citadosanteriormente,
corrige sobre la marcha errores de lectura de un sector, manejaun caché de
disco, simula hacia el exterior un disco compatible con el sistemaoperativo y
BIOS existentes, y realiza rápidamente otras tareas complejas.También incluye la
mayoría de las funciones de la interfaz controladoradescriptas anteriormente
para la unidad de disquetes. La proximidad físicaentre la interfaz y las cabezas
evita retardos e interferencias (ruidos eléctricos)en la lectura o escritura,
que se produciría si se quiere transmitir a granvelocidad información entre la
electrónica de la unidad de disco y unainterfaz más alejada, como la existente
para una unidad ST506. Una unidad IDE es una buena solución de compromiso entre velocidad y
costopara sistemas monotarea corrientes. No requiere de una plaqueta
interfazespecial en la "mother" como la SCSI. Acorde con lo anterior,
laelectrónica de una unidad "inteligente" de disco IDE incorporafunciones
tratadas en la interfaz - controladora de disquetera, en particular enlo
concerniente a la existencia de registros direccionables ("ports")para enviarle
un block de comandos y para recabar el estado de la unidad'mediante la ejecución
de subrutinas del BIOS. El microcontrolador de la unidadde disco detecta y lleva
a cabo estos comandos (del tipo posicionar las cabezasen un cilindro, leer o
escribir un sector, etc.) mediante la ejecución deinstrucciones contenidas en su
ROM. Como se anticipó, debido a las limitaciones en la velocidad de los buses,
afin de lograr una mayor velocidad de transferencia de datos entre
memoriaprincipal y el port de datos o viceversa, ésta no se hace por ADM, sino
porAIM, a través del registro AX, opción conocida como Programmed
Input/Output(PIO). Para tal fin, se deben ejecutar instrucciones de subrutinas
del BIOS. En relación con el port de datos, en la electrónica de la unidad existe
un"sector buffer", o sea un buffer con capacidad para un sector deldisco, para
dar tiempo a la corrección de datos leídos, que realiza elmicrocontrolador,
usando el área ECC del sector. Sólo si los datos soncorrectos, se realiza la
transferencia hacia memoria, para lo cual la circuiteríaque cumple funciones de
interfaz controladora activa una línea IRQ, para queuna subrutina -mediante AIM
sucesivos de 2 bytes (hoy pueden ser 4 bytes)- paselos 512 bytes de datos. Según se planteó, luego de acceder al disco para leer un sector solicitado,y
sin que se mueva el cabezal, se van leyendo los siguientes sectores de lapista o
cilindro (pues es probable que luego se solicita su lectura), los cualespasan al
cache de disco, constituido por una memoria DRAM manejada por
elmicrocontrolador. Si se ordena escribir un sector, por sucesivos AIM
llegandesde memoria al "sector buffer" 512 bytes para ser escritos, a travésdel
port de datos citado. En caso que se envíen datos para ser escritos ensectores
sucesivos, los mismos pueden guardarse transitoriamente en el cachécitado. Una unidad IDE realiza funciones de interfaz, siendo conectada a las líneasde
datos, direcciones e IRQ del bus, mediante un cable plano terminado en
unconector con agujeros para 40 terminales, para conectarse a igual número
de"agujas" ("pines") vinculadas a chips de adaptación al bus("host adapter").
Dichas "agujas" pueden estar en laplaqueta "multifunción" que también contiene
la controladora dedisquetera, citada al tratar ésta, o en la "mother", según sea
elmodelo de esta última. El bus ISA, tratado en la Unidad 1, puede enviar como máximo menos de
8Mbytes/seg. en grupos de 2 bytes, lo cual no es apto para las unidades
IDEactuales, pues limita la velocidad de transferencia. Hoy día
puedentransferirse grupos de 4 bytes. Esta velocidad puede aumentarse si se conecta un drive IDE preparado para
unbus como el PCI, a la "mother" directamente, o usando la
plaqueta"multifunción" para dicho bus. La electrónica IDE se presenta antela ROM
BIOS como una unidad ST-506 normalizada, y permite operar más de undisco rígido. Mas en detalle, a la electrónica IDE le llegan comandos, que ordenan leer
oescribir un sector, del cual se indican sus números de CHS. Merced a la
ejecuciónde subrutinas del BIOS estos comandos que estaban en memoria principal,
pasan alregistro AX de la UCP, y de éste a los registros "ports de comandos"de
la interfaz IDE, a través del bus de datos que llega a ésta. La electrónica IDE, después de recibir estos comandos realiza las
siguienteacciones: La ejecución de esta subrutina permite que por sucesivos AIM, los datos
delsector buffer se transfieran (de a 2 bytes) a la zona buffer de
memoriaprincipal a través del bus, direccionando el port de datos. En definitiva, subrutinas del BIOS al enviar comandos a los ports de
lainterfaz (IDE, SCSI u otra) dan origen a lecturas y escrituras en el
disco,siendo que los tiempos de las señales involucradas están determinados por
loscircuitos de la interfaz Estos tiempos son más cortos en los últimos modelos. El tiempo denominado "I/O read and write cycle time", esdeterminante de la
velocidad de transferencia, siendo el mínimo lapso que puedemediar entre dos
escrituras o lecturas sucesivas del registro port de datos dela interfaz ATA
(IDE) de una unidad de disco rígido; registro que tiene un tamañode 16 bits = 2
bytes. Por ejemplo, de los 5 modos PIO (Programmed Input Output), para hacer AIM,
enel PIO modo 0 que es el más lento, dicho tiempo de ciclo es de 600
nanoseg.Conocido este tiempo, puede deducirse que la máxima velocidad de
transferenciapara este modo es de 3,3 MB/seg., como se indica a continuación. Suponiendo que teóricamente en forma ininterrumpida se leen o escriben 2bytes
del port de datos cada 600 nseg = 0,0000006 seg., en un segundo podríanhacerse
1/0,0000006 transferencias de 2 bytes por AIM. 0 sea, que podríantransferirse
2/0,0000006 bytes/seg. 3.333.333,33 bytes/seg. 3,3 MB/seg., dado que 1 MB =
1.048.576 bytes. Lo anterior equivale a decir queen un segundo se transferirían:
3,3 x 2048 sectores = 6758 sectores, siendo que2048 sectores de 512 bytes = 0,5
KB conforman 1 MB. En el presente existenunidades IDE estándar ATA-2, con PIO
modo 4, tiempo de ciclo de 120 nseg, locual implica una velocidad de
transferencia máxima teórica de 16,5 MB/seg. (5veces mayor que el modo 0). Cabe mencionar que esta velocidad de transferencia máxima para PIO es lamisma
que para ADM modo 3, dado que depende del tiempo de ciclo con que opera launidad
IDE. Si en lectura o escritura deben mediar 120 nseg entre dosdireccionamientos
al port de datos de 16 bits, este tiempo de ciclo deberespetarse, ya sea que los
direccionamientos se hagan para efectuartransferencias por AIM (PIO) o ADM
(DMA). Que la transferencia entre memoria y dicho port (o viceversa) convengahacerla
por AIM o ADM, dependerá del sistema operativo en uso, y si se trabajao no en
"multitasking". Las unidades con electrónica que sigue el estándar E-IDE ó Fast ATA (1 ó2)
permiten además comandos para escritura o lectura múltiple, los que danlugar al
"Block Mode". Enviando a los ports correspondientes uno de estos comandos y la cantidad
desectores a transferir (de 2 a 128) se evita que la electrónica active la
líneade interrupción IRQ, con cada sector que debe ser pasado del sector buffer
amemoria o en sentido inverso. Con esto se evitan las pérdidas de
tiempoinvolucradas en cada interrupción (guardar registros de la UCP en la
pila,llamar y ejecutar una subrutina, y volver a restaurar dichos registros en
laUCP). Así, hasta 128 sectores pueden ser transferidos con un solo comando,
conlo cual es factible ganar un máximo de 30% de tiempo. Es factible conectar más de una unidad IDE a un bus de una PC (sean dosdiscos
rígidos, un rígido y una lectora de CD, etc.), debiendo actuar el másrápido de
ellos como "master", y el otro como "slave". Estose define conectando los
"jumpers" (puentes de contacto) como indicael manual de instalación. Direccionando y escribiendo el valor (1 ó 0) de un bit del
registrodrive/head, se selecciona si un comando es para el "master" o el"slave". Los adaptadores E IDE (Enhanced IDE, o sea IDE mejorado), permiten
conectarcuatro unidades de disco (fijas o removibles), amen de tener mayor
velocidad detransferencia. ¿Qué son los números "lógicos" de cilindro, cabeza, sector y elLBA? No hace mucho, el disco más grande que podía manejar una PC con interfazIDE
era de 500 MB. Correspondía a un disco de 1024 cilindros, 16 cabezas(heads) y 63
sectores de 512B = 0,5 KB, con lo cual la capacidad era exactamentede 1024 x 16
x 63 x 0,5 = 504 MB = 528 millones de bytes. Este límite se debe en principio, a que por un lado, cuando la subrutina
delBIOS debe enviar al drive IDE los números de cilindro, cabeza (head) y
sector,abreviados en inglés CHS, para los mismos tiene establecidos 10, 8 y 6
bits,respectivamente, número de bits que también están reservados en la Tabla
deParticiones. Por lo tanto, para el BIOS y la Tabla de Particiones, los
númerosmáximos que se pueden formar son: 210 = 1024 cilindros; 28 = 256 cabezas; 26
=64 sectores, que son 63, pues el sector 0 no se usa. A su vez, un drive IDE o EIDE para CHS está limitado a 16, 4 y 6
bitsrespectivamente. Resulta así, que los números máximos que puede manejar son: 216 = 65536 cilindros; 24= 16 cabezas; 26
=64 sectores, que van hasta el número 63 Compatibilizando ambas limitaciones, resultan 1024 cilindros, 16 cabezas y
63sectores, que hacen el límite de los 504 MB calculados; aunque El BIOS
porseparado permitiría 1024 x 256 x 63 x 0,5 = 8 GB, mientras que por su
parte,una interfaz IDE permitiría una capacidad de hasta 65536 x 16 x 63 x 0,5 =
128GB. En 1994 las normas IDE de 1984 pasaron a ser las E-IDE. A fin de maximizar
lacompatibilización entre BIOS e IDE para poder operar con discos de
mayorcapacidad que 504 MB, se crearon algunos artificios matemáticos que pueden
serllevados a cabo por la UCP ejecutando subrutinas de un BIOS actualizado, o
porel microprocesador de la unidad IDE ejecutando subrutinas de su firmware. Para plantear esto, se denomina CHS lógico (cuyas siglas son L-CHS) a los
númerosde CHS que se envían a una unidad de disco IDE (o SCSI), al ejecutarse
unasubrutina del BIOS. Este L-CHL al ser recibido por la unidad IDE debe
serconvertido por ésta en un CHS físico (F-CHS o P-CHS en inglés), que son los
númerosde CHS a partir de los cuales la unidad IDE accede al sector
seleccionado. En discos con capacidad menor o igual que 504 MB, coincidirán los númerosde
L-CHS y de F-CHS. Esto es los números de CHS que surgen del BIOS son losmismos
que usa la unidad IDE para ubicar un sector. Una forma de compatibilizar discos de más de 504 MB es la siguiente. Sea
undisco de 1 GB que físicamente presenta 2 platos (4 cabezas), y cuyas
pistastienen un número distinto de sectores, que aumenta desde el centro hacia
elborde, superando los 63, como se trató más atrás. Este disco para la unidadIDE
se caracterizaría físicamente como equivalente a un disco de 4096cilindros, 4
cabezas, y 63 sectores de 0,5 KB por pista, dado que 8192 x 4 x 63x 0,5 = 1 GB.
La geometría del disco real resulta así invisible al exterior.Si se divide 8192
por N=8 resulta 1024, y si se multiplica 4 por N=8 resulta 32.De este modo, un
disco que tuviera 1024 cilindros, 16 cabezas y 63 sectores porpista también
tendría 1024 x 32 x 63 x 0,5 = 1 GB, pero los valores 1024 y 32son compatibles
para subrutinas del BIOS, según se describió. La unidad IDE se encarga de trasladar cada número de sector, cabeza y
sectordel disco lógico que suponen las subrutinas del BIOS, en otro número
desector, cabeza y sector para el disco físico de 8192 x 4 x 63 x 0,5 También
esfactible que dicha traslación sea llevada a cabo por dichas subrutinas del
BIOSactualizado. Esto se conoce como ECHS (Extended CHS translation) o"large".
Existen varias formas de realizar esto. No debe confundirse los números lógicos de cilindro, pista y sector
-quesimula el drive de un disco para un sistema operativo (y para la ROM BIOS)-
conel formateo lógico, destinado a reservar sectores que serán usados por
dichosistema, ni con la estructura lógica con que el DOS "ve" a un disco(antes
tratada). El LBA es otro mecanismo para operar discos con más de 504 MB. Las unidadesde
disco SCSI y las IDE permiten que se identifique los sectores mediante
númerosconsecutivos, comenzando desde 0 (donde está la tabla de particiones),
siendoque físicamente se tiene números de cilindro, cabeza y sector. Esto es,
esassubrutinas en lugar de enviar números de cilindro, cabeza y sector para
accedera un sector, pueden enviar un número que lo identifica denominado LBA
(LogicBlock Address o sea dirección lógica del bloque). Una unidad IDE o EIDE
con laopción de operar con CHS o LBA, requiere asignar LBA 0 al cilindro 0,
cabeza 0,sector 1. En un disco de 504 MB el LBA del último sector sería 1.065.
456. Latécnica LBA permite acceder a unos 228 sectores (de 0,5 KB), o
sea137 GB en un IDE. El uso de LBA puede implementarse en un BIOS actualizado o
enuna unidad IDE, y no siempre significa una mejor performance de un disco.
Muchossistemas operativos pueden operar directamente con LBA, pero el DOS y
otrossistemas deben usar la geometría CHS. ¿En qué consisten los métodos de grabación MFM y RLL? Según se expuso antes, una cabeza (bobina) mientras graba magnetiza en
lapista grupos de pequeñas partículas microscópicas de óxido de hierro (no
unasola), dando lugar a pequeños imanes que originan campos magnéticos en
lasuperficie del disco, cuya polarización (S-N o N-S) depende del sentido de
lacorriente de la bobina. Cuando la misma cabeza debe leer, sensa dichos campos, detectando campos
magnéticosexistentes debidos a imanes enfrentados (norte contra norte, sur
contra sur).Vale decir, no detecta si existe o no campo magnético, sino
inversiones en elflujo (campo) magnético, cuando se enfrentan dos polos iguales.
En una lectura,al pasar la cabeza por cada una de estas inversiones, se genera
en la bobina unacorriente eléctrica que da lugar a una señal constituida por un
breve pulso eléctrico.Los pulsos así generados, al ser decodificados por la
electrónicacorrespondiente, permiten reconstruir la señal que excitó la bobina
de lacabeza durante la escritura de la pista, y así decodificar los ceros y unos
enel sector leído. El número máximo de inversiones sucesivas de flujo magnético por centímetroo
pulgada cuadrada debe permitir escrituras o lecturas seguras. Está limitadopor
las características del material magnético, por el ancho del entrehierro,y la
sensibilidad de la cabeza. Para un número máximo dado de tales inversiones, de lo que se trata,
enprincipio, es codificar la mayor cantidad de unos y ceros por centímetro
depista, habiéndose desarrollado para tal fin varios métodos, que
implicaronsucesivas mejoras en la densidad de almacenamiento. En todos ellos
-como seplanteó- en una escritura, cada cambio de nivel de la señal eléctrica
que seaplica a una cabeza, produce una inversión en el flujo magnético de
lasuperficie de la pista que está siendo escrita. Por lo tanto, se
buscacodificar la mayor cantidad de unos y ceros con el menor número de cambios
denivel en dicha señal. Los tres métodos de codificación que se discutirán tienen en común: Una codificación emplea inversiones de flujo extras para separar bits, yotra
las usa sólo para separar ceros. Estas inversiones usadas para demarcarbits -que
en correspondencia requieren cambios de nivel en las señales eléctricasque se
aplican a una cabeza- se denominan "clocks", en el sentido quesirven para
autosincronismo, a fin de poder determinar tiempos de duración debits. En la grabación de disquetes se usa principalmente el método de
codificaciónconocido como MFM (Modulación de Frecuencia Modificada). En los
rígidos la técnicaanterior se ha reemplazado por otra conocida como RLL ("Run
LenghtLimited", traducible como "longitud limitada de ceros corridos" osea
sucesivos), que permite hasta un 50% más de densidad de grabación.
Ambascodificaciones son mejoras sucesivas del denominado método de grabación
FM("Frecuencia Modulada"). En la grabación FM se emplea siempre una inversión de flujo antes de cadabit
a escribir, sea uno o cero; y además se debe emplear otra inversión porcada bit
de valor uno a escribir, inversión que se da a mitad de camino entrela inversión
que indica su comienzo y la del comienzo del bit siguiente. 0 sea,que para
escribir un uno se requiere dos cambios de nivel en la señal querecibe la
cabeza: un cambio para indicar que empieza un bit, y otro para señalarque se
trata de un uno. Dado que en la codificación FM, para grabar un uno se necesita dosinversiones
de campo magnético en la pista, fue reemplazada por la MFM, quepen-nite
codificar un wio con una sola inversión de campo, siendo que sólo usainversión
para indicación de comienzo de bit, cuando un cero está precedidopor otro cero. Esta convención permite codificar, como se ejemplifica, la misma secuenciade
unos y ceros como la ejemplificada (11111010000) con la mitad de inversionesde
flujo que con FM. Por lo tanto en MFM se puede duplicar el número de bitspor
pulgada de pista, para una cantidad máxima de inversiones posibles porpulgada
(que depende del material magnético usado). Para los discos rígidos de gran capacidad fue necesario aumentar la
densidadde grabación, para lo cual se creó la codificación RLL 2,7 que permite
con unmenor número de inversiones de flujo codificar una mayor cantidad de
bits(hasta 50% más que con MFM). A tal fin, una sucesión de bits a escribir
sedescompone, a partir del primero, en sucesivos grupos de bits. Esta recodificación el número de unos a grabar, y por ende, inversiones
deflujo, siendo que en MFM también se necesitan inversiones cuando hay
cerosconsecutivos (en RLL sólo se usan para los unos). En nuestro ejemplo, los
datosa escribir 11111010000 se descomponen en los grupos 11 11 10 10 000
codificadoscomo 100010000100010000010O. En RLL sólo se produce una inversión de
flujo sihay un uno, sin emplear inversiones de comienzo de bit para los ceros en
ningunacircunstancia. La lectura de una pista exige una electrónica sofisticada, como la IDE oSCSI,
para determinar correctamente, en función del tiempo transcurrido, cuántosceros
existen entre la detección de dos "unos". La RLL requiere el doble de los bits originales a escribir, el número
deinversiones de flujo es menor que en MFM, resultando en comparación
unaganancia en la densidad de bits almacenados, que estadísticamente puede
llegaral 50%. Las siglas 2,7 de la codificación RLL 2,7 resultan de la tabla
anterior.Después de un uno puede haber dos ceros como mínimo, y tres ceros como
máximo.Antes de un uno como máximo pueden darse cuatro ceros. Por consiguiente,
entredos unos, como mínimo pueden haber dos ceros, y como máximo siete ceros.
Ochoo más ceros seguidos, se descomponen en grupos de tres ceros, cada
unocodificable como 000100. Existen también las codificaciones RLL 1,7 y RLL
3,9también conocidas como ARLL (Advanced RLL), que permiten hasta un 90%
deganancia de densidad en relación con MFM. Discos de cabezas fijas Son discos que tienen una cabeza individual de lectura/escritura para
cadapista, con ello se consigue un tiempo de acceso relativamente bajo, ya que
estetiempo viene fijado únicamente por la velocidad de giro del disco.
Existenunidades con un sólo plato o con varios platos Paquetes de discos Son unidades compuestas por varios platos que giran solidariamente
alrededorde un eje común. Las cabezas le lectura/escritura son móviles,
existiendo unapor superficie. Estas se desplazan simultáneamente a gran
velocidad radialmentebuscando la pista en que se encuentra el sector que se debe
escribir o leer.Todas las cabezas se mueven al unísono, y cada cabeza lee/graba
en el sectorcorrespondiente a su superficie, trasfiriéndose la información en
paralelo. En un instante dado, por tanto, se leen/graban las mismas pistas de
lasdistintas superficies. Cada grupo de estas pistas se denomina cilindro
depistas, existiendo tantos cilindros como pistas. Usualmente las superficies externas no se utilizan para grabar, así unaunidad
con 6 platos puede utilizar sólo 10 superficies. Existen unidades depaquetes de
discos en que éstos son intercambiables. Discos-cartuchos Consiste en único plato con dos superficies de grabación. Usualmente
estasunidades son duales, es decir, contienen dos subsistemas, uno de ellos con
unplato fijo (donde se graba, por ejemplo, el Sistema Operativo del ordenador)
yel otro con un plato intercambiable. Para desmontar el disco intercambiable es necesario esperar a que las
cabezasse retraigan y el disco se pare. Disco duro Disco duro, en los ordenadores o computadoras, unidad de
almacenamientopermanente de gran capacidad. Está formado por varios discos
apilados —dos omás—, normalmente de aluminio o vidrio, recubiertos de un
material ferromagnético.Como en los disquetes, una cabeza de lectura/escritura
permite grabar lainformación, modificando las propiedades magnéticas del
material de lasuperficie, y leerla posteriormente (La tecnología magnética,
consiste en laaplicación de campos magnéticos a ciertos materiales cuyas
partículasreaccionan a esa influencia, generalmente orientándose en unas
determinadasposiciones que conservan tras dejar de aplicarse el campo magnético.
Esasposiciones representan los datos, bien sean una canción, bien los bits
queforman una imagen o un documento importante.); esta operación se puede hacer
ungran número de veces. La mayor parte de los discos duros son fijos, es decir, están alojados en
elordenador de forma permanente. Existen también discos duros removibles,
comolos discos Jaz de Iomega, que se utilizan generalmente para hacer
backup—copias de seguridad de los discos duros— o para transferir
grandescantidades de información de un ordenador a otro. El primer disco duro se instaló en un ordenador personal en 1979; era
unSeagate con una capacidad de almacenamiento de 5 MB. Hoy día, la capacidadde
almacenamiento de un disco duro puede superar los 50 MB. A la vez queaumentaba
la capacidad de almacenamiento, los discos duros reducían su tamaño;así se pasó
de las 12 pulgadas de diámetro de los primeros, a las 3,5pulgadas de los discos
duros de los ordenadores portátiles o las 2,5 pulgadasde los discos de los
notebooks (ordenadores de mano). Modernamente, sólo se usan en el mundo del PC dos tipos de disco duro: elIDE
y el SCSI (leído "escasi"). La diferencia entre estos Discosduros radica en la
manera de conectarlos a la MainBoard. IDE Los discos IDE son los más habituales; ofrecen un rendimiento
razonablementeelevado a un precio económico y son más o menos fáciles de
instalar. Sinembargo, se ven limitados a un número máximo de 4 dispositivos (y
esto con lascontroladoras EIDE, las IDE originales sólo pueden manejar 2). Su conexión se realiza mediante un cable plano con conectores con 40
pinescolocados en dos hileras (aparte del cable de alimentación, que es común
paratodos los tipos de disco duro). Así pues, para identificar correctamente
undisco IDE basta con observar la presencia de este conector, aunque para
estarseguros al 100% deberemos buscar unos microinterruptores ("jumpers")que, en
número de 2 a 4, permiten elegir el orden de los dispositivos (esdecir, si se
comportan como "Maestro" o como "Esclavo"). SCSI Esta tecnología es mucho menos utilizada, pero no por ser mala, sino por
serrelativamente cara. Estos discos suelen ser más rápidos a la hora
detransmitir datos, a la vez que usan menos al procesador para hacerlo, lo que
setraduce en un aumento de prestaciones. Es típica y casi exclusiva
deordenadores caros, servidores de red y muchos Apple Macintosh. Los conectores SCSI son múltiples, como lo son las variantes de la
norma:SCSI-1, SCSI-2, Wide SCSI, Ultra SCSI... Pueden ser planos de 50 contactos
en 2hileras, o de 68 contactos, o no planos con conector de 36 contactos,
conmini-conector de 50 contactos... Una pista para identificarlos puede ser que, en una cadena de
dispositivosSCSI (hasta 7 ó 15 dispositivos que van intercalados a lo largo de
un cable ocables, como las bombillas de un árbol de Navidad), cada aparato tiene
un númeroque lo identifica, que en general se puede seleccionar. Para ello habrá
unahilera de jumpers, o bien una rueda giratoria, que es lo que deberemos
buscar. MFM, ESDI Muy similares, especialmente por el hecho de que están descatalogados.
Suvelocidad resulta insufrible, más parecida a la de un disquete que a la de
undisco duro moderno. Se trata de cacharros pesados, de formato casi siempre
5,25pulgadas, con capacidades de 10, 20, 40 o hasta 80 megas máximo. Introducción Los disquetes son pequeños discos cuyos platos son flexibles, ya que
estánconstituidos por un material de plástico y son intercambiables. Hasta hace poco tiempo los disquetes más utilizados eran los de 133
mm,también denominados minidisquetes y actualmente los más empleados son los
de90 mm, también denominados microdisquetes. La superficie se encuentra protegida por una funda recubierta internamente
deun material que facilita el deslizamiento rotacional del plato. En la funda
hayuna abertura radial que abarca a todas las pistas; a través de esta ventana
lascabezas de la unidad de disquetes acceden a la información. También en el sobre y en el plato hay otro orificio que sirve para que
launidad por medios ópticos tenga una referencia de alineamiento para
localizarpistas y sectores. El centro está abierto con objeto de que el disquete ajuste en el eje
derotación de la unidad de lectura/grabación. En la parte superior del
lateralderecho hay una muesca cuadrada, ésta indica que el disquete está
preparadopara poder grabar en él información, por no estar protegido contra
escrituras.Las cabezas actúan en contacto con la superficie del disquete. La grabación, dependiendo del tipo de unidad, puede efectuarse en una
únicasuperficie, es decir, en una sola de las caras, o en doble cara. También la grabación se puede efectuar en densidad normal (o simpledensidad)
o doble densidad. Los disquetes constituyen un elemento excelente para actuar como
memoriamasiva auxiliar de microordenador personales. Esto se debe a su relativo
bajoprecio, a ser un dispositivo de acceso directo y a su gran velocidad. Disquete o Disco flexible, en ordenadores o computadoras, un elemento planode
molar recubierto con óxido de hierro que contiene partículas minúsculascapaces
de mantener un campo magnético, y encapsulado en una carcasa o fundaprotectora
de plástico. La información se almacena en el disquete mediante lacabeza de
lectura y escritura de la unidad de disco, que altera la orientaciónmagnética de
las partículas. La orientación en una dirección representa elvalor binario 1, y
la orientación en otra el valor binario 0. Dependiendo de su capacidad, un disco de este tipo puede contener
desdealgunos cientos de miles de bytes de información hasta un millón. Un disco
de3½ pulgadas encerrado en plástico rígido se denomina normalmente disquetepero
puede llamarse también disco flexible. Manejo y Cuidado de los Disquetes Se debe tener cuidado con los disquetes porque los pequeños rasguños, polvoo
partículas pueden hacer inusuales la información. Estructura del Disco Flexible El soporte magnético de un disco flexible está constituido por
materialmagnético depositado sobre un soporte circular de plástico
llamado"Mylar", el cual es flexible y de alta calidad. El material
magnéticopuede cubrir una o las dos caras del soporte. Organización de un Disquete Se puede establecer cierto paralelismo entre el disquete y el disco de
música,este ultimo almacena la música grabada en el surco espiral de la
superficie deplástico; el disco flexible almacena los datos en forma .de señales
magnéticasen la superficie. ¿Cómo están construidos, protegidos, y se accede a los discos flexibles? Un disco flexible o "disquete" o "floppy", como quierallamarse, consiste en
un disco de material plástico tipo mylard, cubierto conuna capa de material
magnetizable en ambas caras. Está contenido en un sobreque sirve para protegerlo
del polvo, rayaduras, huellas digitales y golpes. Los disquetes son removibles de la disquetera (designadas A ó B) en la
queestán insertados. Cuando un disquete se introduce en una disquetera, puede ser accedido
encualquiera de las dos- caras por la correspondiente cabeza, pero una sola
caraserá leída o escrita por vez. Mientras no se dé una orden de escritura
olectura, el disquete no gira, y las cabezas no tocan sus caras. Si tal
ordenocurre, luego de una espera de casi medio segundo, para que tome velocidad,
eldisco gira (a razón de 300 r.p.m. en el interior del "sobre"protector, con la
consiguiente elevación de temperatura). Sólo gira mientraslee o escribe, rozando
entonces cada cabeza la pista accedida. Esto, sumado alas partículas de polvo
siempre presentes, hace que la vida útil de un discoflexible común sea corta en
comparación con la de un disco rígido.' Laflexibilidad de un disquete ayuda a
que no sea afectado cuando las cabezas tocansus caras. Se estima que la
información almacenada en un disquete puedemantenerse con seguridad en el mismo
durante 3 ó 4 años, siendo convenientere-escribirla una vez por año, pues la
magnetización de las pistas se vadebilitando con el tiempo. Un disquete no debe exponerse al calor, campos magnéticos (detransformadores,
fotocopiadoras, teléfono, monitor), ni ser doblado. Lasetiquetas deben
escribirse antes de ser adheridas. Los disquetes de 5 ¼ pulgadas conocidos como "floppys" estáncontenidos en un
sobre cuyo interior está recubierto por una capa de teflónpara disminuir los
efectos del rozamiento. El sobre presenta aberturas para distintos fines. Las aberturas de
lectura/escritura permiten que, dentro de la disquetera, la cabeza
correspondiente acada cara pueda acceder a cualquier pista de la misma. El
agujero central servirápara que en la disquetera un eje ("spindle") lo tome y
haga girar. Sise cubre con cinta adhesiva la muesca de protección contra
escritura, no podrángrabarse nuevos datos en los archivos almacenados por
accidente o error. Enestas condiciones el disquete sólo puede ser leído. Al girar un disquete, cada vez que coincide un agujero existente en el
mismocon otro agujero "índice" del sobre, es indicación de comienzo decualquier
pista que se quiera escribir o leer. Existen distintos tipos de discos de 5 ¼" de distinta capacidad,
antesdescriptos. El disquete de 3 ½ pulgadas, está dentro de un sobre de plástico rígidoque lo
protege mejor del polvo, humo, etc. Este en su parte superior tiene unobturador
de protección con resorte, que dentro de la disquetera de 3 ½"se abre, para que
las dos cabezas accedan al disco flexible. Estas mejoras hacen que los disquetes de 3 ½" duren más que los de 5¼". La
protección contra escritura indebida se realiza con otro obturadorde dos
posiciones, deslizable por el usuario según indican dos flechas quevienen
dibujadas en el plástico. Si el pequeño agujero cuadrado e | |||||||||||||||||||||||||||||||||