La estructura física de un disco es la siguiente: un disco duro se organiza en platos (PLATTERS), y en la superficie de cada una de sus dos caras existen pistas (TRACKS) concéntricas, como surcos de un disco de vinilo, y las pistas se dividen en sectores (SECTORS). El disco duro tiene una cabeza (HEAD) en cada lado de cada plato, y esta cabeza es movida por un motor servo cuando busca los datos 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 cada plato que están situadas unas justo encima de las otras, de modo que la cabeza no 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 que hacemos es agrupar los sectores en unidades de asignación (CLUSTERS) que es donde se almacenan los datos de manera organizada. Cada unidad de asignación sólo puede ser ocupado por un archivo (nunca dos diferentes), pero un archivo puede ocupar más de una unidad de asignación.
Cuando usted o el software indica al sistema operativo a que deba leer o escribir a un archivo, el sistema operativo solicita que el controlador del disco duro traslade los cabezales de lectura/escritura a la tabla de asignación de archivos (FAT). El sistema operativo lee la FAT para determinar en qué punto comienza un archivo en el disco, o qué partes del disco están disponibles para guardar un nuevo archivo. Este tipo de organizacion de archivo se utiliza en los sistemas operativos anteriores a Windows 2000 y WIndows XP.
Los cabezales escriben datos en los platos al alinear partículas magnéticas sobre las superficies de éstos. Los cabezales leen datos al detectar las polaridades 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 el sistema operativo escribe un nuevo archivo en el disco, se graba una lista de todos los racimos del archivo en la FAT.
Un ordenador funciona al ritmo marcado por su componente más lento, y por eso un disco duro lento puede hacer que tu MAQUINA sea vencida en prestaciones por 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 tus programas y para recuperar y almacenar tus datos.
Memoria CACHE (Tamaño del BUFFER)
El BUFFER o CACHE es una memoria que va incluida en la controladora interna del disco duro, de modo que todos los datos que se leen y escriben a disco duro se almacenan primeramente en el buffer. La regla de mano aquí es 128kb-Menos de 1 Gb, 256kb-1Gb, 512kb-2Gb o mayores. Generalmente los discos traen 128Kb o 256Kb de cache.
Si un disco duro está bien organizado (si no, utilizar una utilidad defragmentadora: DEFRAG, NORTON SPEEDISK, etc.), la serie de datos que se va a necesitar a continuación de una lectura estará situada en una posición físicamente contigua a la última lectura, por eso los discos duros almacenas en la caché los datos contiguos, para proporcionar un acceso más rápido sin tener que buscarlos. De ahí la conveniencia de desfragmentar el disco duro con cierta frecuencia.
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 a la velocidad de búsqueda de datos.
Cada disco consiste de platos, anillos en los lados de cada plato que reciben el nombre de pistas y secciones dentro de cada pista se llaman sectores. Un sector es la unidad de almacenamiento más pequeña de un disco, casi siempre tiene un tamaño de 512 bytes.
La figura 1.1 ilustra un disco duro con dos platos. El resto de esta sección describe los términos usados en la figura.
Pistas y cilindros
En un disco duro los datos se almacenan en finas bandas concéntricas denominadas pistas. Puede haber más de un millar de pistas en un disco de 31/2 pulgadas. Las pistas son más una estructura lógica que una estructura física y se establecen cuando se formatea el disco a bajo nivel. Los números de pista comienzan en el 0 y es la pista cero la que está en la parte más externa del disco. La pista con numeración más alta es la que está más cerca del eje. Si la geometría del disco se traduce, normalmente el número de pista más alto sería el 1023. La figura 1.2 nuestra la pista 0, una pista en la mitad del disco y la pista 1023.
Un cilindro consiste de un conjunto de pistas del disco para las que la posición de la cabeza es la misma. En la figura 1.2, el cilindro 0 está formado oír cuatro pistas en el borde más externo de las superficies de las platos. Si el disco tiene 1024 cilindros (los cuales se numeran del 0 al 1023, es el que está en el borde interno de cada superficie.
Cabezas y superficies
Una cabeza es un pequeño transductor que se puede situar sobre una pista de un disco mediante el uso de un solenoide o servomotor. La cabeza puede modificar las propiedades del medio magnético que está girando por debajo.
Hay cabeza por cada superficie de cada plato. Las cabezas están normalmente asociadas a un mecanismo de movimiento común, tal que las cabezas se mueven todas a la vez. Las cabezas siempre se sitúan en la misma pista lógica de cada lado del plato.
Debido a que las pistas del disco son bandas concéntricas, las cabezas deben moverse hasta la pista que contiene los datos a los que se quiere acceder. El movimiento de las cabezas desde la pista actual hasta la pista que contiene el nuevo dato se denomina búsqueda. Las cabezas se mueven por encima de la superficie del disco en pequeños incrementos a los que se les denomina pasos. Cada paso se corresponde con un pista.
Sectores y agrupaciones
Cada pista se divide en unas secciones a las que se les denomina sectores, y cada pista tiene el mismo número de ellos. Un sector es la unidad de almacenamiento más pequeña de un disco, casi siempre de un tamaño de 512 bytes.
Cuando se escribe un archivo en el disco, el sistema de archivos reserva el número de agrupaciones apropiado para almacenar los datos del archivo. Por ejemplo, si cada agrupación es de 512 bytes y el archivo ocupa 800 bytes se reservan dos agrupaciones para el archivo. Más tarde, si se actualiza el archivo a, por ejemplo, dos veces su tamaño (1600 bytes), se tienen que reservar otras dos agrupaciones.
Si no se dispone de agrupaciones consecutivas (agrupaciones que están adyacentes las unas junto a las otras), los datos se escriben igualmente en el disco y el archivo se considera que está fragmentado. La fragmentación se convierte en un problema cuando el sistema de archivos tiene que buscar en distintas localizaciones para encontrar todas las piezas del archivo que se quiere leer. La búsqueda produce un retardo antes de que el archivo haya sido recuperado. Un tamaño de agrupación grande reduce el potencial de fragmentación pero incrementa la posibilidad de que las agrupaciones desaprovechen espacio.
Mediante el uso de agrupaciones que contengan más de un sector se reduce la fragmentación y se reduce la cantidad de disco que se necesita para almacenar información acerca de la ocupación de las áreas del disco. Debido a que la FAT del sistema de archivos puede usar tan solo 16 bits para cada número de agrupación, mediante el uso de agrupaciones se permite que los volúmenes de la FAT del sistema de mayor de 65.535 sectores.
Traducción
Traducción es la conversión geométrica física del disco (número de cilindros en el disco, número de cabezas por cilindro y número de sectores por pista), a la configuración lógica que es compatible con el sistema operativo.
Muchos discos en la actualidad incorporan una característica que se llama Modo de traducción. El disco consulta la BIOS del sistema (computadoras basadas en procesadores x86) o el firmware (computadoras basadas en procesadores RISC) para determinar los parámetros de la lógica que la computadora necesita. Si el número de cilindros, cabezas y sectores por pista que la computadora necesita están dentro del rango permitido por el disco, se configura a sí mismo automáticamente para que se ajuste a dichos parámetros. Si la BIOS del sistema o el firmware no permiten traducción, el disco se configura a sí mismo con el tamaño más grande posible, el cual se encuentra normalmente alrededor de 500 MB.
Por ejemplo, todos los discos SCSI usan alguna clase de traducción y muchos discos SCSI permiten cambio de sectores en caliente para corregir los que están en mal estado. Esto significa que un disco SCSI mantiene un conjunto de sectores no utilizados al final del disco. Cuando un sector que está ocupado se daña, se sustituye por un sector no usado y los datos se escriben el nuevo sector. La traducción entre el número de sector y el sector físico del disco es manejada por el controlador de bajo nivel del dispositivo y por el hardware.
La traducción es especialmente importante cuando hay más 1024 cilindros físicos en el disco.
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