Disco Rígido

Disco Rígido

En informática, un disco duro o disco rígido (en inglés Hard Disk , HD) es el dispositivo de almacenamiento de datos no volátil que emplea un sistema de grabación magnética externa para almacenar datos digitales. Se compone de uno o más platos o discos rígidos, unidos por un mismo eje que gira a gran velocidad dentro de una caja metálica sellada. Sobre cada plato se sitúa un cabezal de lectura/escritura que flota sobre una delgada lámina de aire generada por la rotación de los discos.


Estructura física

Platos

Existen varios discos posicionados verticalmente, fijados a un eje de motor eléctrico de alta velocidad. El material rígido que constituyen los platos tiene que ser altamente resistente a la presión impuesta por las altas velocidades de rotación y temperatura. Normalmente se usa metal, a pesar de que ya se han utilizado vidrio y cerámica.

Los platos están revestidos de una fina capa o revestido por ambos lados de una sustancia magnética (óxido de hierro o película magnética de metal) para memorias no temporales. Las superficies de los discos suelen lubrificarse para minimizar el desgaste durante el inicio y el cierre. Los platos del disco duro son así bastante duros y muchos menos susceptibles a daños provocados por head-crash (que los cabezales entren en contacto con la superficie de los platos).

La información se almacena en el disco duro en sectores y pistas. Las pistas son círculos concéntricos divididas en sectores, cada sector contiene un número fijo de bytes, y se agrupan en clusters.
Los sectores no son físicos sino lógicos y no son iguales en todos los discos, varía en función del tamaño del disco y sistema operativo instalado, que se encarga de dividir los sectores.


Pista (A)
Sector (B)
Sector de una pista (C)
Clúster (D)

1.  Plato: cada uno de los discos que hay dentro del disco duro.
2. Cara: cada uno de los dos lados de un plato.
3. Cabeza: número de cabezales.
4. Pistas: una circunferencia dentro de una cara; la pista 0 está en el borde exterior.
5. Cilindro: conjunto de varias pistas; son todas las circunferencias que están alineadas verticalmente (una de cada cara).
6. Sector : cada una de las divisiones de una pista. El tamaño del sector no es fijo, siendo el estándar actual 512 bytes, aunque próximamente serán 4 KiB. Antiguamente el número de sectores por pista era fijo, lo cual desaprovechaba el espacio significativamente, ya que en las pistas exteriores pueden almacenarse más sectores que en las interiores. Así, apareció la tecnología ZBR (grabación de bits por zonas) que aumenta el número de sectores en las pistas exteriores, y utiliza más eficientemente el disco duro.

Cabeza de lectura y escritura

El proceso de escritura y lectura de datos se realizan por medio de la cabeza magnética, las cuales se basan en las propiedades mágneticas y electromagnéticas, que se producen al pasar una corriente eléctrica a través de una bobina, esto se denomina electromagnetismo.
Al variar el campo magnético que atraviesa una bobina se genera corrientes inducidas, este proceso se llama inducción.


 Aprovechando estas dos propiedades, a grandes rasgos el proceso que se sigue es el siguiente:
-Los datos se organizan según la técnica, que se va emplear posteriormente para su identificación.
- Se hace pasar una corriente positiva o negativa (según se quiera grabar ceros o unos) por la cabeza magnética de grabación a la vez que gira el soporte magnético a una determinada velocidad, con lo que se polariza el plato magnético, de manera que corresponda una variación del sentido de flujo a cada conmutación de la corriente introducida en la cabeza magnética.
- Para leer lo grabado, se realiza el procedimiento inverso. Las variaciones anteriormente grabadas en el plato inducen una corriente en los extremos de la cabeza.
- Esta corriente inducida varía de sentido siguiendo la misma forma de onda que en su momento generó el campo magnético, con un nivel de tensión muy bajo.
- La electrónica del disco amplifica esta tensión y recompone la información.
Elementos de una cabeza magnética

La cabeza magnética está compuesta de los siguientes elementos:

      - Núcleo Magnético.                                      
      - Bobinas grabación / lectura.
      - Gap separador de núcleo.
      - Bobina, núcleo y gap de borrado.
      - Envoltura del conjunto





Controlador

El controlador del disco duro contiene un procesador, memoria interna y otros componentes y circuitos que tienen como objetivo controlar lo que sucede dentro del disco duro. Controla:


    * Motor rotativo, incluyendo la comprobación de si el motor gira a la velocidad correcta;
    * Movimientos que producen las bobinas para acceder a las pistas.
    * Gestión de operaciones de lectura y escritura.
    * Implementa las soluciones de gestión de energía.
    * Codificar y descodificar las señales enviadas o recibidas de los cabezales de lectura.


Motor

El motor rotativo es responsable de la rotación de los platos del disco duro, permitiendo que el disco funcione.


Mario D. Albarracín, Eduardo Alcalde Lancharro, Miguel Garcia Lopez . Introducción a la informática. Buenos Aires : McGraw-Hill, 1996

David A. Patterson,John L. Hennessy,Ramón Canal Corretger . Estructura y diseño de computadores. Barcelona : Reveté, 2000