1.7 Discos Duros

Como su nombre lo dice, son sólidos, porque están construidos sobre un disco grueso de aluminio. Un disco duro posee un material magnético de mejor calidad para poder disponer de un mayor número de pistas y sectores por pista, además que sobre el montaje pueden tenerse uno, dos o más discos, cada uno con sus propias cabezas.


El disco duro se diferencia del disco flexible en que el primero normalmente está fijo en el computador y no es transportable. Cada disco de la unidad tiene sus dos lados recubiertos por una fina capa de óxido metálico sensible al magnetismo, usualmente cromo o níquel.


El proceso de lectura o escritura es el mismo que se mencionó para los discos flexibles.


Las principales partes que forman un disco son:


Pistas o Tracks


son unas pistas concéntricas invisibles a lo largo de las cuales se graban los pulsos magnéticos. En otras palabras son los renglones del disco.


Sectores


Cada pista se subdivide en sectores; por ejemplo 9 sectores por pista o 15 sectores por pista en discos flexibles DD (doble densidad) y HD (alta densidad) respectivamente.


En la figura se muestra el esquema de un disco magnético:





Cilindro


Se le llama cilindro al conjunto de pistas a las que el sistema operativo puede acceder simultáneamente en cada posición de las cabezas. Si se trata de un disco flexible, cada cilindro consta de dos pistas, una por encima y otra por debajo del disco. En el caso de un disco duro que tenga dos platos, el cilindro consta de 4 pistas.


Manejando cilindros se accede a los datos más rápidamente que manejando pistas individuales, ya que el sistema operativo puede grabar o leer mayor cantidad de información sin tener que mover la cabeza.


Cluster


Es la longitud de la pista tomada como unidad de proceso en cada operación de lectura o de escritura en el disco, la cual equivale a la longitud de un sector en los discos flexibles o al conjunto de 4 u 8 sectores contiguos en los discos duros.


Entre mayor sea el "cluster" más se simplifica la administración del índice de los archivos del disco (FAT), pero también se desperdicia mas espacio cuando se manejan archivos pequeños. Por ejemplo, si se está grabando un archivo de 1800 bytes en un disquete de 1.2 MB, el número mínimo de bytes que el sistema operativo puede leer o escribir en este disco es de 512 (un sector), por lo cual, al archivo se le asignan 4sectores desperdiciándose así 264 bytes.


En la tabla se puede ver la capacidad del cluster en los diferentes tipos de discos(bajo MS-DOS).





Otros conceptos importantes referentes a los discos son:


Tiempo de acceso


Es el tiempo que transcurre desde el instante en que se envían los datos a un dispositivo de almacenamiento y el momento en que éste entrega o recibe los primeros caracteres. Como el microprocesador está enviando continuamente información al disco, lo ideal es que el tiempo de acceso sea mínimo. El tiempo de acceso típico de un disco duro es de 15 mSeg.


Formateo


Se le llama al proceso mediante el cual se prepara el disco para ser utilizado. Durante el formateo se hacen las siguientes tares: se le marcan las pistas y sectores al disco, se le define la zona de directorio, se crean la FAT (File Allocation Table) y el registro de arranque y, eventualmente, se le graban los archivos del sistema operativo para el arranque del sistema. Existen dos tipos de formateo: el de bajo nivel y el lógico.


El de bajo nivel es un proceso físico que divide las pistas circulares en un número específico de sectores con capacidad para 528 bytes cada uno, de los cuales 512 son para datos y 16 para control del sistema. El comienzo de cada sector se indica mediante un código magnético de dirección, a continuación, sigue un código para encabezamiento del sector (Id), que contiene los números del cilindro, la cabeza y el sector respectivo. Los datos de información se graban en la porción central de cada sector. En la actualidad, teóricamente sólo es necesario el formateo de bajo nivel una sola vez, y se debe dejar como último recurso para arreglar un disco.


El formateo lógico se hace para dotar al disco de un sistema de direcciones que permita leer y escribir datos en sectores definidos. El formateo lógico permite la recuperación de la información en caso de un formateo accidental, en cambio, el formateo de bajo nivel no.


Tabla de partición


Es el índice del disco duro y especifica la ubicación y el tamaño de cada una de las particiones del disco. El sistema operativo puede manejar varias tablas de particiones lógicas.


Particiones del disco


Consiste en dividir un disco duro en una o mas particiones lógicas que se comportan cada una como si fuesen un disco real e independiente del resto, a cada unidad se le identifica con una letra. Así, la unidad C es la partición primaria y D sería la partición extendida (si la hay).
Por medio del programa "FDISK" del DOS, en las PC-IBM se puede hacen las particiones del disco y además permite especificar cuál unidad es la de arranque del sistema.


Registro de arranque (BOOT)


Este registro contiene las características relacionadas con el disco, como son: versión del sistema operativo, utilizada para el formateo; número de cabezas, número de bytes por sector, el número de sectores en el disco. Debido a que en los discos flexibles no hay particiones, el registro de arranque se localiza en el primer sector físico del disco. En el caso de un disco duro, el registro de arranque se localiza en el segundo sector de la pista cero, después de la tabla de partición. El registro de arranque es creado en el disco durante el formateo lógico de éste.


Al encender el computador, una rutina de la ROM-BIOS busca el registro de arranque en las diferentes unidades de disco del sistema para poder iniciar su funcionamiento.


La FAT (File Allocation Table)


Contiene la información acerca de cada sector del disco, indicándole al sistema operativo cuáles "Cluster" se encuentran ocupados, cuáles se encuentran disponibles y cuáles se encuentran averiados. Además, contiene el nombre del archivo al que le pertenecen los datos almacenados. La FAT está ubicada a continuación del registro de arranque.


Otra información muy importante que contiene la FAT es la tabla donde se indican los sectores que conforman un archivo, pues al momento de grabar uno de éstos en el disco, es poco probable que quede ubicado en sectores consecutivos, a menos de que se trate de un disco vacío.


Debido a que el tamaño de un sector es muy pequeño (512 bytes), el sistema operativo (en las PC) coloca en la FAT el número del "Cluster" en vez del número del sector, y como un cluster por lo general está formado por cuatro sectores, se simplifica el manejo de la FAT. Para cada "Cluster" del disco la FAT reserva dos bytes. Algunos de los valores que tener la FAT son: FFF, para indicar el último "Cluster del archivo"; FF7, para indicar que el "cluster" esta malo; 0, para indicar que el "Cluster" está disponible.


Directorio raíz


A continuación de la FAT esta localizado el directorio raíz, el cual se utiliza para almacenar informaciones como nombre del archivo, localización, número de "Cluster" que ocupa, hora y fecha de creación; toda esta información ocupa 32 bytes. A continuación del directorio raíz se encuentra el área de datos, que va hasta el último sector del disco, y es donde se guarda la diferente información de los archivos.