Estructura y funcionamiento del disco duro.

Conforme a la estructura física, un disco duro esta formado por una serie de platos de material sensible a los campos magnéticos. Cada uno de estos platos posee dos caras que a su vez estan divididas en pistas y estas en sectores. Estas superficies tienen un movimiento de rotación; sobre ellas se desplazan las cabezas de lectura/escritura que son las encargadas de crear los campos
magnéticos. Estos campos magnéticos podrán luego ser decodificados como niveles lógicos o lo que llamamos generalmente bits. A otro nivel tenemos que referirnos a la constitución lógica del disco. Para agrupar el conjunto de bits en estructuras de datos que tengan significado dentro del maremagnum de efectos magnéticos que existen en el interior del equipo, hay que efectuar una organización de la forma en que se almacena la información.
En primer lugar el disco se divide en pistas, que son anillos concéntricos en los que se almacenan los datos en cada plato. Cada pista a su vez, se divide en sectores cuyo tamaño típico es de 512 bytes. Los sectores se agrupan en clusters o unidades de asignación, y es muy importante destacar que
un cluster es la mínima unidad de lectura/escritura de un disco. Si tenemos un
tamaño de asignación de 32 kb y damos la orden de guardar un fichero de 8 kb, en realidad ocupara los 32 kb mencionados. Otro concepto es el de cilindro que define el conjunto de pistas que tiene mismo numero en cada plato.

Sistemas de ficheros.

Además de esta organización comentada para los datos en el apartado anterior existe también una forma de ordenación de los ficheros que se distribuyen en directorios: es el llamado sistema de ficheros (para MSDOS este sistema de ficheros se llama FAT, y para WINDOWS 95 es VFAT).
En el caso de MSDOS encontraremos el boot o arranque en el que se guarda la información mínima necesaria para llamar al sistema operativo y que el sistema arranque, además de información sobre el disco como el numero de bytes por sector y el numero de sectores por cluster. El boot se almacena en el primer sector del disco.
A continuación del boot encontramos la FAT (File Allocation Table) que es la tabla de localización de ficheros. Esta tabla se encuentra duplicada por motivos de seguridad, y en ella existe una entrada por cada cluster del disco.
Inmediatamente después de la FAT encontramos el root o raíz, que contiene información sobre los nombres de los ficheros, su extensión y el cluster inicial de cada fichero concreto.

Particiones en un disco duro

Cuando adquirimos un disco duro, el distribuidor nos suministra un disco duro que solo se ha formateado a bajo nivel. Esto quiere decir que el fabricante le ha dado un formato en el que se han definido las pistas y el tamaño del sector, y se han marcado los sectores defectuosos, es decir, la estructura más básica caracteriza la unidad. Sin embargo, antes de poder trabajar con el disco hemos de definir una o varias particiones, dependiendo del sistema operativo que utilicemos y de la capacidad del disco duro. Si el sistema operativo que tenemos es MSDOS o WINDOWS 95 y nuestro disco duro supera la capacidad de 2GB será recomendable hacer una partición, si nuestro sistema de ficheros es FAT 16 ya que con este sistema solo se puede direccionar un máximo de 2GB.
Como novedad podemos decir que W98 puede incorporar un sistema de ficheros FAT 32, lo que amplia el tamaño de la partición hasta los 2 Terabytes, y reduce el tamaño de los cluster de forma que no se desperdicie espacio en los pequeños ficheros.

Problemas y consejos de uso.

En ciertos ordenadores con BIOS antiguas que no soportan LBA (Large Block Allocation ) no se pueden aprovechar los discos duros de mas de 512 Mb puesto que no es posible indicar en el programa SETUP de la BIOS, que el disco duro tiene mas de 1024 cilindros. Para solucionar este problema se empezaron a programar las BIOS con soporte LBA.

Existen una serie de procedimientos que nos pueden ayudar a mantener en perfecto funcionamiento nuestro disco duro. Como consecuencia del uso pueden aparecer errores en forma de vínculos cruzados y otros efectos, la utilidad SCANDISK repara esos faltas.

Otro efecto muy frecuente en las unidades de disco es la fragmentación de la información que puede traer como consecuencia que el acceso a esta se ralentice considerablemente. Para remediar esto podemos utilizar herramientas de defragmentacion.

Si disponemos de un disco duro grande es recomendable que definamos particiones mas pequeñas así obtendremos un incremento en la velocidad de acceso y se reducirá el tamaño del cluster.

Parámetros más importantes de un disco duro.

Son varios los parámetros que marcan la calidad de un disco duro. Uno de ellos seria el tiempo de acceso, que es el tiempo que tarda el equipo en posicionar la cabeza de lectura /escritura sobre la pista correspondiente. Otro parámetro importante es la tasa de transferencia, o sea el flujo de información por unidad de tiempo. Sobre este ultimo parámetro influye mucho la velocidad de giro (r.p.m.) puesto que cuanto mayor sea esta menor será el tiempo medio de acceso al disco.
Pero sin duda uno de los parámetros más importantes y que más preocupa a los usuarios es la capacidad.

MODOS DE TRANSFERENCIA DEL INTERFAZ IDE

Existen en los discos duros con interfaz IDE dos modos de transferencia de datos, los modos PIO (entrada-salida programada) y los modos DMA (acceso directo a memoria).

Modo PIO: El disco duro hace uso del microprocesador para transferir la información a la memoria. En este modo existen cinco tipos, desde PIO 0 hasta PIO 4.

Modo DMA: El disco duro es capaz de transmitir la información a la memoria sin necesidad del microprocesador. En este modo la velocidad de transmisión de datos no depende de la velocidad del microprocesador. Existen dos modelos, DMA y ULTRA DMA 33.

Diferencia entre los controladores EIDE y SCSI.

Existen principalmente interfaces : EIDE, SCSI.

La pregunta habitual antes de instalar SCSI es: ¿ por que instalarlo si EIDE es el interfaz por defecto en los PC´s actuales?IDE/EIDE es la eleccion mas habitual si el coste es un factor importante.

Una de las diferencias mas notables entre estos dos tipos de interfaces es el hecho de que los controladores EIDE estan integrados en la propia unidad y que los discos duros EIDE son mucho mas baratos que sus homologos SCSI.
Los dispositivos SCSI necesitan un controlador extra ya que no estan integrados en la mayoria de las placas bases, esta es una mas de las causas por las que los dispositivos SCSI son mas caros que los EIDE.
El interfaz EIDE posee un canal primario y otro secundario, a los que pueden conectarse dos dispositivos a cada uno, por lo tanto podria llegarse a conectar un total de cuatro dispositivos.
Con el interfaz SCSI se pueden llegar a conectar siete dispositivos o quince si se utiliza WIDE SCSI. La ventaja mas obvia del SCSI es su capacidad para manejar multiples dispositivos a traves de un unico slot de expansion. En un canal EIDE los dos dispositivos tienen que intercambiar el control del bus. Por ejemplo, si tenemos un disco duro y un CD-ROM en el mismo canal, el disco duro tendra que esperar hasta que el CD-ROM halla terminado. Esto es un inconveniente puesto que las velocidad del CD-ROM es mas lenta que la del disco duro, y por tanto si este tiene que esperar la respuesta del dispositivo mas lento, el ira por consiguiente mas lento y las prestaciones del sistema disminuirian. Por esto todo el mundo conecta el disco duro en el canal primario y el dispositivo mas lento, en este caso el CD-ROM, en el secundario. Los canales trabajan independientemente el uno del otro.

En el caso de multitarea el beneficio es mayor si se utiliza la interfaz SCSI en vez de EIDE. Si posees un servidor o trabajas con archivos de video, audio o aplicaciones bastante grandes te beneficiaras. Las tres razones fundamentales son:

Todos los SISTEMAS OPERATIVOS actuales funcionan muy
bien con SCSI, excepto el Windows 3.x.
Los buses operarian mejor si fuesen controlados por un SCSI.
Los discos duros mas rapidos son SCSI.

En resumen, SCSI te proporciona una gran capacidad y la mas
alta transferencia.

Arrays de discos externos

Los dispositivos de almacenamiento de alta capacidad conocidos como RAID, son el tipo de aplicación que justifica plenamente el uso de SCSI. Un RAID parece un disco externo normal, pero en realidad esta constituido por un conjunto de discos mas pequeños, la suma de cuyos tamaños equivale a la capacidad total mas unos cuantos discos suplementarios.
Los datos son divididos entre todos los discos utilizando algoritmos de corrección de errores, para asegurar que si uno de los discos falla, los datos podrán ser recreados a partir de lo que contienen los otros discos. Utilizando múltiples discos se incrementa la velocidad de acceso ya que hay varios cabezales leyendo o escribiendo al mismo tiempo.
Los RAID presentan diversos grados de sofisticación y van desde un simple disco con software para realizar mirroring hasta cajas de almacenamiento de gran capacidad que usa su propio sistema operativo; pero en general están destinados a ser compartidos por varios usuarios. Las velocidades de transmisión de datos que requieren los RAID de alto nivel explican por si mismas la existencia del bus Fast Wide SCSI que alcanza 40 Mbytes/s. Niveles que un único disco, o incluso varias unidades independientes difícilmente alcanzaran.

Diccionario

ANSI: American National Standars Institute, Instituto que
establece estándares y homologa el cumplimiento de los
mismos por parte de los productos.

ASPI: Advanced SCSI Programming Interface,
Especificación común para los controladores SCSI.

BIOS: Basic Input/Output System, Es un conjunto de
rutinas y programas que a menudo están almacenados en
la ROM, que controla algunas operaciones fundamentales
del Hardware del PC.

CANAL DMA: Canal de acceso directo a la memoria (Direct
Memory Access) que permite transferir datos directamente
desde un dispositivo de almacenamiento a la memoria, sin
la intervención de la CPU.

EIDE: Extended Integrated Drive Electronics, El estándar de
Hardware utilizado para conectar la mayoría de discos
duros a un PC.

ADAPTADOR SCSI: Tarjeta de expansión que actúa de
Interface entre los periféricos SCSI y el PC.

TERMINATOR: Conjunto de resistencias (o circuitos
activos) situados a ambos extremos del bus SCSI, que
eliminan las señales parásitos reflejadas.