martes, 15 de noviembre de 2011

ESTRUCTURA FÍSICA DEL HDD

DESDE EL EXTERIOR DE LA
UNIDAD

La unidad del hdd es una unidad sellada, es decir que todas sus partes mecánicas, y sus delicados
componentes, están encerrados en una caja metálica.
No vemos los componentes mecánicos, porque por sus características constructivas, que ahondaremos en un momento más, no toleran la presencia de humedad y mucho menos suciedad o humo.

Todos sus sensibles componentes quedan encerrados en lo que se llama una burbuja, herméticamente cerrada. El aire atrapado en su interior, recicla en un circuito atravesando un filtro, que atrapa cualquier impureza que haya quedado durante su manufactura.

 DISCOS RÍGIDOS. ¿POR QUÉ RÍGIDOS?
 Vulgarmente nos referimos a ella, como disco rígido, para diferenciarlo de otros medios de almacenamiento

 En este caso, la unidad mostrada es un disco de la firma IBM de 40 Gigabytes, que incluye 10 platos. Pero ese número varía de acuerdo a la capacidad, velocidad y diseño del fabricante.
Un factor de diseño a considerar es el volumen de la unidad. La cantidad de platos que incluya,
influye directamente en la altura del dispositivo. Generalmente las unidades delgadas, incluyen
sólo uno o dos platos. A medida que avanza la tecnología constructiva de los platos, se
logra mayor densidad de grabación (es decir más bits en menos espacio), y en consecuencia
se obtiene mayor capacidad con menor cantidad de platos, es decir, mayor capacidad en unidades
cada vez más pequeñas.

 LOS BRAZOS Y CABEZAS DE LECTURA/ESCRITURA

Podemos observar además que hay un brazo metálico, cuyo extremo reposa sobre la superficie de los platos Las cabezas de lectura/escritura tienen una superficie pulida. Cuando los platos están detenidos, las cabezas descansan sobre su superficie sin rayarla. Pero si la unidad recibe un golpe en estas condiciones, la vibración puede dañar permanentemente a la pintura magnética del plato o a la cabeza misma.
Por eso las unidades de disco son muy frágiles, y deben ser siempre manejadas con mucho
cuidado.
Cuando se pone la unidad a trabajar, los platos comienzan a girar velozmente, arrastrando el aire atrapado dentro de la burbuja. Entonces las cabezas comienzan a volar sobre un colchón de aire, por cierto muy delgado, que se forma sobre cada cara de cada plato. Gracias a esto, el conjunto de cabezas puede volar sobre la superficie de los platos.
Este colchón es tan delgado, que anda en el orden de una décima de milímetro. Cualquier impureza, como una partícula de carbón de hollín del aire que respiramos diariamente, puede provocar un daño severo en la superficie del plato y de la cabeza.
Esto explica por que las cabezas, los platos y sus mecanismos asociados, están encerrados en una burbuja hermética; y también por que nunca debemos abrir una unidad. Hacerlo permitiría el ingreso de aire contaminado dentro de la unidad, provocando daños irreversibles en la superficie magnética de los platos y en las cabezas.



 LOS MOTORES
 la presencia de dos motores:
uno para el movimiento de rotación de los platos, y otro para el desplazamiento del conjunto
de las cabezas.
1 EL MOTOR DE LOS PLATOS
Uno de los motores esta referido en las documentaciones técnicas en su idioma original como
spindle motor <-spindl mótor-> (del inglés: motor del eje de rotación) es justamente el que
hace girar los platos.
El eje del motor, es el eje de los platos (de allí su nombre en inglés), es decir que no existen
medios de acoplamiento como correas, poleas o engranajes. Esta forma de trabajo se la conoce
como tracción directa.
 Este es un motor sincrónico, controlado por los circuitos de la placa electrónica montada sobre la unidad.

El motor de las cabezas.
los motores de desplazamiento lineal, controlados electrónicamente, todas las unidades modernas cuentan con motores de este tipo.
funciona como un parlante. Una bobina se desplaza por el campo magnético fijo de un imán, en respuesta a la energía eléctrica que recibe de un circuito electrónico. La complejidad radica en la tecnología necesaria
para lograr que ese movimiento pueda ser controlado.
Las ventajas que podemos enumerar rápidamente son: 1) Operación totalmente silenciosa. 2)
alta velocidad de reacción. 3) Son extremadamente compactos. 4) Se pueden enviar a una poposición
definida rápidamente, como por ejemplo para quitar las cabezas de la zona de trabajo
frente a un corte inesperado o programado de energía.


 PLACA ELECTRÓNICA DE CONTROL

Todos los componentes internos dependen de la placa electrónica, para coordinar sus funciones.
El motor lineal y su compleja electrónica de control de posicionamiento, también residen en la placa electrónica.
Además allí reside tanto la lógica necesaria para la activación de una cabeza del conjunto, como la amplificación y descodificación de datos; la interfaz con el Motherboard, etc.


 ALMACENAMIENTO Y ORGANIZACIÓN DE DATOS
La información que se almacena en un disco rígido, se graba de modo tal que sea posible el
acceso veloz a las zonas vacantes de su estructura, y que posteriormente sea sencilla su recuperación.
Para lograr este objetivo, la información se almacena con la siguiente organización: Pistas, Cilindros y Sectores.
 LAS PISTAS
Las cabezas de lectura/escritura se desplazan por la superficie ferromagnética de los platos,
gracias al motor de las cabezas. Este último, ubica a las cabezas en distintas posiciones con
respecto al eje de rotación.


LOS SECTORES
Para organizar mejor aún la información, cada pista no se graba íntegra de una vez, sino que
se graba de a tramos, conocidos como sectores. Desde el diseño de la primer PC con disco rígido, hasta la actualidad, se ha normalizado el uso de sectores con capacidad de 512 Bytes.


 LOS CILINDROS
las cabezas del brazo, están verticalmente alineadas. Esto implica que a determinada distancia del eje, una pista grabada por cualquier cabeza, estará a la misma distancia del eje que las pistas grabadas por cualquier otra cabeza del brazo.
�� Un cilindro está formado por tantas pistas, como cabezas de lectura/escritura haya en el brazo.
está formado por ocho pistas, que es el número de cabezas necesarias en el brazo para escribir en todas las caras de todos los platos.
�� La cantidad total de pistas en un disco, es igual a la cantidad de cilindros multiplicado por la cantidad de cabezas de lectura/escritura que posea el brazo. y en total 4 x 8 = 32 pistas.
�� El motor que mueve las cabezas, siempre las desplaza de cilindro en cilindro.


 CÁLCULO DE LA CAPACIDAD TOTAL DE UN DISCO
La capacidad total de un disco rígido, se puede saber fácilmente, si conocemos cuántos sectores hay en la unidad. Ya hemos dicho que en un sector cabe 512 bytes. Basta entonces averiguar cuántos sectores tiene un disco, multiplicarlo por 512, y el resultado será la capacidad total expresada en bytes.
Los discos actuales, informan directamente la cantidad de bloques (sectores) disponibles en el
mismo. Las unidades algo más viejas, informan una geometría lógica: una cantidad de cilindros,
una cantidad de cabezas y una cantidad de sectores por pista (generalmente 63).
Si conocemos la geometría lógica, bastará multiplicar entre sí esos valores, para saber cuál es la cantidad total de sectores contenidos en la unidad. Por ejemplo, supongamos que un disco tiene 1.000 cilindros, 8 cabezas y 63 sectores por pista, la cantidad de sectores será:
8 x 1000 x 63 = 504.000
luego si cada sector tiene 512 bytes, la capacidad total será de
504.000 x 512 = 258.048.000 Bytes.
Si se desea obtener ese valor expresado en Kilobytes, dividimos el valor por 1024
258.048.000 Bytes/ 1024 = 252.000 Kilobytes
Si deseamos el resultado en Megabytes, volvemos a dividir por 1024
252.000 Kilobytes/ 1024 = 246 Megabytes.

CONFIGURACIÓN DE UN DISCO EN LA PC
Ya que dependiendo de la generación a la cual pertenezca la PC y el disco, nos encontraremos
con distintas modalidades de configuración, es necesario entender qué implica cada una de
ellas.
Estas modalidades fueron introducidas para paliar las distintas dificultades de compatibilidad
que fueron surgiendo en el camino evolutivo de las PCs y las unidades de almacenamiento.
Una de las cosas que ha cambiado de manera importante, ha sido el modo de direccionamiento,
es decir la forma en que la PC solicita acceso a alguna zona del disco rígido.

 MODOS DE DIRECCIONAMIENTO
Cuando deseamos acceder a una zona del disco, ya sea para grabar o leer información, lo lógico
y natural es especificar un cilindro, una cabeza y por último un sector. Por ejemplo para
guardar un dato, alguien le debe decir al motor de las cabezas que viaje hasta el cilindro C,
que una vez allí active la cabeza H, y que una vez allí, localice el sector S.
Este modo de direccionamiento se lo conoce como CHS y es el acrónimo de Cylinder Head
Sector (en ingles significa cilindro, cabeza, sector).
Desde las unidades más primitivas hasta la más moderna, en última instancia, el direccionamiento
CHS siempre está presente en algún lado, y se mantendrá mientras las unidades sigan
teniendo uno o más platos, con pistas grabadas y fraccionadas en sectores como los conocemos
hoy en día. La variación en el modo de direccionamiento y su configuración, ha ocurrido
por problemas de compatibilidad con la PC, su BIOS y el software empleado.
La PC ha sido concebida con el modo de direccionamiento CHS en mente. El software para la
PC, también se ha visto influenciado por este modo de direccionamiento.
 indica que el software solicita el pedido de almacenamiento
al BIOS, utilizando valores geométricos CHS; luego el BIOS procesa el pedido usando los
valores geométricos CHS pasados por el software, y los emplea para pasárselos a la electrónica
del disco, para que ésta última a su vez, mueva el brazo hasta las coordenadas CHS solicitadas.
En las primitivas unidades de disco rígido instaladas en las PCs originales, los valores CHS1,
CHS2 y CHSF son idénticos, ya que no había traducción alguna en el camino


Sin embargo tanto el BIOS como el software seguían manejando la geometría tradicional. En
ese tiempo, el cambio fue mínimo, y se limitó introducción de un traductor desde una geometría
lógica a una geometría física, Es decir que mientras el software y el BIOS seguían usando al disco sin modificaciones aparentes, la traducción necesaria se realizaba en la electrónica del disco. La demanda de mayor capacidad siguió, y aparecieron limitaciones en el modo de direccionamiento CHS del BIOS. Si se hubiera mantenido ese esquema, no hubiera sido posible usar discos de más de 504 megabytes. Para solucionar ese inconveniente, se cambió la modalidad de direccionamiento entre los discos rígidos y el BIOS, por otra que se denominó LBA (Logical Block Addressing, direccionamiento por bloques lógicos) En este caso el software sigue sin cambios, y sigue usando al disco como lo hizo siempre, pero el BIOS ahora, toma el valor CHS1 y lo traduce a un número de bloque o sector (LBA). Este número se lo entrega a la electrónica del disco, la cual a su vez vuelve a convertir en una coordenada CHSF física real.

CUESTIONARIO 2 ACTIVIDAD
Estructura fisica del hdd


1¿Por qué no están expuestas las partes mecánicas de un disco rígido?
R/las partes mecánicas de un disco rígido no están expuestas ya que estas partes y componentes que lo integran son muy delicados, sensibles, frágiles y es por eso que el disco rígidos se encuentra sellado en una caja metálica, mas específicamente; los componentes que integran al disco rígido poseen características constructivas que no toleran la las partículas de humedad, de suciedad y de humo que podrían dañar o averiar el funcionamiento del disco es por esto que este tiene todas sus partes sensibles encerradas en una burbuja herméticamente cerrada y el aire que queda en su interior se podría decir que es filtrado para evitar cualquier impureza esto se hace con el fin de que a la hora de poner en marcha en disco duro en su interior se encuentra un mecanismo de funcionamiento que utiliza el aire y si este aire no es filtrado llevaría cantidades de partículas como de polvo grasa etc. que impedirían de algún modo el correcto funcionamiento de este.

2¿CUANTOS MOTORES POSEE UN DISCO RIGIDO?
R// un disco rígido posee dos motores: EL MOTOR DE LOS PLATOS el cual es el que hace girar los platos además de que su eje es el mismo eje de los platos. EL MOTOR DE LAS CABEZAS: en el cual se han empleado dos tecnologías  en motores para accionar las cabezas del disco rígido, una de ellas fue el motor paso a paso y el que se utiliza motores de desplazamiento lineal.

3 ¿QUE CARACTERISTICAS DESTACABLES TIENE LOS MOTORES LINEALES?
R// Una de las características destacables en los motores lineales es que estos son controlados electrónicamente
Su funcionamiento es muy sencillo y elemental ya que es semejante a un parlante
Comparada con la tecnología del motor paso a paso este tiene una operación totalmente silenciosa
Tiene una alta velocidad de reacción
Son extremadamente compactos
Se pueden enviar a una posición definida rápidamente
Cabe resaltar que esta tecnología es más vieja que la tecnología paso a paso

4¿QUE ES VOICE COIL?= VOOIS COIL
En ingles se le conoce como bobina de voz pero hace referencia a la bobina del motor lineal ya que su operación tiene gran similitud a un parlante.

5 ¿QUÉ FUNCIÓN CUMPLE LA PLACA ELECTRÓNICA DEL DISCO?
La función que cumple la placa electrónica se podría decir que ella coordina las funciones de los componente internos ya que los diferentes circuitos electrónicos controladores de estos residen en la placa electrónica además de que la placa electrónica es la que les brinda el soporte lógico necesario para la activación de una cabeza del conjunto, como la amplificación y decodificación de los datos; la interfaz con la motherboard.

6 ¿CÓMO SE CALCULA LA CAPACIDAD DE UN DISCO RIGIDO EN BYTES?
R//Se calcula conociendo cuantos sectores tiene el disco y si sabemos cuanto tiene un sector; entonces multiplicamos el numero de un sector x el numero de sectores y el resultado será la capacidad total expresada en bytes. Ejemplo:
Nª se sectores del disco supongamos que es 16
Contenido de un solo sector: 512 bytes
512 bytes x 16= 8192 bytes.

7¿como definiría el termino “modo de direccionamiento?

R//el modo de direccionamiento es la forma de acceder a una dirección o de ejecutar un comando es decir es la forma o pasos que se realizan para llegar a un fin, mecanismo que permite conocer la ubicación de un dato o instrucción, en este caso es SHC= CYLINDER, HEAD, SECTOR (cilindro, cabeza, sector)

8¿QUE SIGNIFICA LBA?
(logical, block, addressing) direccionamiento por bloques lógico, es un método de acceso a unidades de disco duro, LBA es una función de tiempo de ejecución del BIOS del sistema. El BIOS utiliza LBA para los siguientes comandos: lectura (con y sin reintentos), leer comprobar, largo leer, escribir (con y sin reintentos), escribir comprobar, escribir varios largo, lectura, escribir varios, lee DMA, escribe DMA, búsqueda y seguimiento de formato.

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