Tengo que empezar diciendo que en este post voy a hablar de la estructura física de los discos duros clásicos, los que tienen partes móviles y suenan. A los discos duros de estado sólido les dedicaré otro post más adelante. Hablare por tanto de las partes del disco duro y como funcionan. Más adelante hablaremos de la estructura lógica que nos provee un nivel de abstracción, un interfaz más amigable, para trabajar con el disco duro sin tener que conocer su estructura física.

El disco duro es el principal dispositivo de almacenamiento secundario, y utiliza la tecnología de almacenamiento magnético descrita en un post anterior.

Son dispositivos muy complejos pero al mismo tiempo muy resistentes. Formados por varios discos metálicos colocados de manera concéntrica, de tal forma que tienen el mismo eje y todos giran a la vez. Estos discos son llamados platos, y en sus dos caras están las partículas magnéticas que polarizábamos para almacenar un ‘1’ o un ‘0’ (tecnología de almacenamiento magnético).

Si recordamos un poco del almacenamiento magnético, para polarizar las partículas magnéticas usábamos un cabezal de escritura y para leer la polarización que tiene la partícula, un cabezal de escritura. Ambos cabezales había que situarlos en frente de la partícula con la que trabajamos, y para este propósito, el disco duro cuenta con brazos en cuyo extremos se encuentran los cabezales.

Finalmente, todos estos componentes están montados sobre una placa con la electrónica necesaria para controlar el movimiento coordinado de todos ellos, y de esta forma poder escribir o leer datos del disco.

Os dejo una imagen con el detalle:

Geometria del disco duro

Geometría del disco duro

La distribución geométrica de todos los componentes que hemos visto que tiene el disco duro, va a determinar como se trabaja con él, y en definitiva las capacidades y eficiencia del disco duro. Para definirla, usamos tres parámetros:

  • Número de cabezales: Ya hemos visto lo que eran los cabezales, que empleábamos para leer o escribir. Estaban ubicados en el extremo de los brazo, que los posicionaban sobre las partículas magnéticas, y teníamos dos para cada plato, uno para cada lado.
  • Número de cilindros: En cada plato, por cada cara, tenemos miles de pistas de partículas magnéticas, colocadas de forma concéntrica. El conjunto de todas las pistas con el mismo diámetro, de todas las caras de todos los platos, que se encuentran en la misma vertical, es un cilindro.
  • Número de sectores por pista: Cada una de las pistas concéntricas situadas sobre las caras de los platos, están divididas en sectores, que no es otra cosa más que un trozo de la pista que se corresponde con un arco concreto. Por ejemplo, si el arco fuera de 45 grados, por cada pista tendríamos 8 sectores.

Este elemento de la geometría, el sector, es importante porque representa la mínima cantidad de información que puede ser almacenada. No es posible dividir los datos en cantidades menores. Normalmente cada sector guarda 512 bytes de información, siempre que hablemos de discos magnéticos, en los discos ópticos sería diferente.

En la siguiente imagen se representa la estructura del disco duro, lo que he comentado arriba:

Con esta información, si conocemos la geometría de un disco duro, resulta inmediato calcular su capacidad. Veámoslo  con un ejemplo:

  • Un disco duro tiene:
    • Cabezales: 16
    • Cilindros: 9.600
    • Sectores por pista: 128
    • Tamaño del sector: 512 bytes

Su capacidad vendrá dada por:

  • Capacidad = 16 x 9.600 x 128 x 512 = 10.066.329.600 bytes

Es decir, 10 Gb.

Con esto doy por concluido la parte de la estructura física del disco duro, lo siguiente será recorrer la estructura lógica, que es la que posibilita que podamos abstraernos de la física y manejar los discos duros de una manera mucho más intuitiva que si tuviéramos que ir indicando el sector concreto donde queremos leer o escribir. Pero esto lo dejo para el próximo post.

NOTA:

Este post es parte de la colección “Arquitectura de Sistemas” que reproduce los apuntes de la clase que imparto sobre este tema en ESIC. Puedes ver el índice de esta colección aquí.