Cuando dos dispositivos son conectados al cable solamente uno puede transmitir o recibir datos en un momento dado y exige que uno de los dispositivos
actué como "maestro" y el otro como "esclavo".
Las características que se deben tener en cuenta en un disco duro son:
Tiempo medio de acceso: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista y el sector deseado; es la suma del Tiempo medio de búsqueda (situarse en la pista) y la Latencia media (situarse en el sector).
Tiempo medio de búsqueda: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista deseada; es la mitad del tiempo empleado por la aguja en ir desde la pista más periférica hasta la más central del disco.
Latencia media: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en el sector deseado; es la mitad del tiempo empleado en una rotación completa del disco.
Velocidad de rotación: Revoluciones por minuto de los platos. A mayor velocidad de rotación, menor latencia media.
Tasa de transferencia: Velocidad a la que puede transferir la información a la computadora una vez la aguja esta situada en la pista y sector correctos. Puede ser velocidad sostenida o de pico.
Otras características son:
Caché de pista: Es una memoria tipo RAM dentro del disco duro. Los discos duros de estado sólido utilizan cierto tipo de memorias construidas con
semiconductores para almacenar la información. El uso de esta clase de discos generalmente se limita a las
supercomputadoras, por su elevado precio.
Interfaz: Medio de comunicación entre el disco duro y la computadora. Puede ser
IDE/ATA,
SCSI,
SATA,
USB,
Firewire,
SASLandz: Zona sobre las que aterrizan las cabezas una vez apagada la computadora.
Vamos a definir cada una de las estructuras mostrada en el cuadro.
1.-Sector de arranque (
BOOT): En el sector de arranque se encuentra la información
ha cerca de la estructura de volumen y sobre todo del
BOOTSTRAP-
LOADER, mediante el cual se puede arrancar el
PC desde el DOS. Al
formatear un volumen el
BOOT se crea siempre como primer sector del volumen para que sea fácil su localización por el DOS.
2.-Tabla de asignación de ficheros (FAT): La
FAT se encarga de informar al DOS que sectores del volumen quedan libres, esto es por si el DOS quiere crear nuevos archivos o ampliar archivos que ya existen. Cada entrada a la tabla se corresponde con un número determinado de sectores que son adyacentes lógicamente en el volumen.
3.-Uno o más copias de la FAT: El DOS permite a los
programas que hacen el
formateo crear una o varias copias idénticas de la
FAT, esto va a ofrecer la ventaja de que se pueda sustituir la
FAT primaria en caso de que una de sus copias este defectuosa y así poder evitar la perdida de datos.
4.-Directorio Raíz: El directorio raíz representa una
estructura de datos estática, es decir, no crece aún si se guardan más archivos o subdirectorios. El tamaño del directorio raíz esta en relación al volumen, es por eso que la cantidad máxima de entradas se limita por el tamaño del directorio raíz que se fija en el sector de arranque.
5.-Zona de datos para archivos y subdirectorios: Es la parte del disco duro donde se almacenan los datos de un
archivo. Esta zona depende casi en su totalidad de las interrelaciones entre las estructuras de datos que forman el sistema de archivos del DOS y del camino que se lleva desde la
FAT hacia los diferentes sectores de un archivo.
ESTRUCTURA LÓGICA DE UN DISCO DURO:
La
estructura lógica de un disco
Espacio particionado.
Espacio sin particion
Sector de arranque: Es el primer sector de un disco duro en él se almacena la tabla de particiones y un
programa pequeño llamado
Master Boot. Este programa se encarga de leer la tabla de particiones y ceder el control al sector de arranque de la partición activa, en caso de que no existiese partición activa mostraría un mensaje de error.
Espacio particionado: Es el espacio del disco que ha sido asignado a alguna partición.
Espacio sin particionar: Es el espacio del disco que no ha sido asignado a ninguna partición.
CARACTERÍSTICAS QUE DESCRIBEN EL DESEMPEÑO DE UN DISCO DURO
Los fabricantes de discos duros miden la velocidad en términos de tiempo de búsqueda, tiempo de acceso, latencia y tasa de transferencia de datos:
1.-Capacidad de almacenamiento: Se refiere a la cantidad de información que se pueda almacenar o grabar en un disco duro. Su medida en la actualidad en
GB aunque también en
TB.
2.-Velocidad de rotación: Es la velocidad a la que giran los platos del disco cuya regla es que a mayor velocidad de rotación mayor será la transferencia de datos, pero a su vez será mayor
ruido y también mayor
calor generado por el disco. La velocidad de rotación se mide en revoluciones por minuto (
RPM).
3.-Tiempo de acceso: Es el tiempo medio necesario que tarda la cabeza del disco en acceder a los datos. Es la suma de varias velocidades:
El tiempo que tarda el disco en cambiar de una cabeza a otra cuando busca datos.
El tiempo que tarda la cabeza lectora en buscar la pista con los datos saltando de una en otra.
El tiempo que tarda la cabeza en buscar el sector correcto en la pista.
Por lo tanto el tiempo de acceso es la combinación de tres factores.
3.1.-Tiempo de búsqueda: Es el intervalo tiempo que el toma a las cabezas de lectura/escritura moverse desde su posición actual hasta la pista donde esta localizada la información deseada. Como la pista deseada puede estar localizada en el otro lado del disco o en una pista adyacente, el tiempo de búsqueda varía en cada búsqueda.
Un tiempo de búsqueda bajo es algo muy importante para un buen rendimiento del disco duro.
3.2.-Latencia: Cada pista de un disco duro contiene múltiples sectores, una vez que la cabeza de lectura/escritura encuentra la pista correcta las cabezas permanece en el lugar inactivas hasta que el sector pasa por debajo de ellas, este tiempo de espera se llama latencia. La latencia promedio es el tiempo para que el disco una vez que esta en la pista correcta encuentre el sector deseado, es decir, es el tiempo que tarda el disco en dar media vuelta.
3.3.-Command Overhead: Es el tiempo que le toma a la controladora procesar un requerimiento de datos.
4.-Tasa de transferencia de datos: Esta medida indica la cantidad de datos que un disco puede leer o escribir en la parte más exterior del disco en un periodo de un segundo.
5.-Memoria Caché: Es una memoria que va incluida en la controladora del disco duro, de modo que todos los datos que se leen y escriben en el disco duro se almacenan primeramente en esta memoria.
FUNCIONAMIENTO DE UN DISCO DURO:
El funcionamiento de un disco duro se da de la siguiente manera:
1.-Primero cada superficie magnética de los discos tiene asignado uno de los cabezales de lectura/escritura de la unidad como se sabe según la
geometría de disco hay un cabezal de lectura/escritura para cada cara del plato.
2.-El conjunto de cabezales se puede desplazar linealmente desde el exterior hasta el interior de la pila de platos o discos mediante un brazo mecánico que los transporta.
3.-Para que los cabezales tengan acceso a la totalidad de los datos es necesario que la pila de platos gire, este giro se va a realizar a una velocidad constante y no va a parar mientras esté encendido el
computador.
3.1.-Para los discos flexibles el giro se produce solo cuando se este efectuando una operación de lectura/escritura, el resto del tiempo permanece en reposo como ocurre con los disquetes. En los
CD-ROM ocurre algo similar pero la velocidad de giro no va a ser constante.
4.-Al realizar una operación de lectura en el disco duro se desplaza los cabezales de lectura/escritura hasta el lugar donde empiezan los datos, espera a que el primer dato que gira con los platos llegue al lugar donde están los cabezales y finalmente lee los datos con el cabezal correspondiente; para la operación de escritura en el disco duro es similar a la anterior.
A continuación se va a describir al detalle el desarrollo de una operación de lectura/escritura.
Cuando un
software indique al sistema operativo a que deba leer o escribir en un archivo, el sistema operativo solicita que el controlador de disco rígido que traslade los cabezales de lectura/escritura a la tabla de asignación de archivos (FAT).
El sistema operativo lee la FAT para así determinar en que punto comienza un archivo en el disco o que partes del disco es el que están disponibles para guardar un nuevo archivo.
Los cabezales escriben datos en los platos al alinear partículas magnéticas sobre la superficie de estos.
Los cabezales leen datos al detectar las polaridades de las partículas que ya se han alineado.
Es posible guardar un solo archivo en partes diferentes sobre varios platos comenzando por una primera parte disponible que se pueda encontrar. Después que el sistema operativo escribe un nuevo archivo en el disco, se graba una lista de todas las partes del archivo en la FAT.
