Discos duros

Pese a que la evolución de los discos duros está inmersa con la creación de los dispositivos magnéticos de almacenamiento, es preferible considerarlo en un punto aparte ya que su estructura compleja amerita utilizar un espacio reservado para él.

Siempre han tenido el mismo principio de desarrollo, que consiste en que los discos duros se presentan recubiertos de una capa magnética delgada, habitualmente de óxido de hierro, y se dividen en unos círculos concéntricos cilindros (coincidentes con las pistas de los disquetes), que empiezan en la parte exterior del disco (primer cilindro) y terminan en la parte interior (último).

Asimismo estos cilindros se dividen en sectores, cuyo número esta determinado por el tipo de disco y su formato, siendo todos ellos de un tamaño fijo en cualquier disco. Cilindros como sectores se identifican con una serie de números que se les asignan, empezando por el 1, pues el numero 0 de cada cilindro se reserva para propósitos de identificación mas que para almacenamiento de datos. Estos, escritos/leídos en el disco, deben ajustarse al tamaño fijado del almacenamiento de los sectores. Habitualmente, los sistemas de disco duro contienen más de una unidad en su interior, por lo que el número de caras puede ser más de 2. Estas se identifican con un número, siendo el 0 para la primera.

En general su organización es igual a los disquetes. La capacidad del disco resulta de multiplicar el número de caras por el de pistas por cara y por el de sectores por pista, al total por el número de bytes por sector.

Para escribir, la cabeza se sitúa sobre la celda en el sector a grabar y se hace pasar a través de ella un pulso de corriente, lo cual crea un campo magnético en la superficie. Dependiendo del sentido de la corriente, así será la polaridad de la celda.

Para leer, se mide la corriente inducida por el campo magnético de la celda. Es decir que al pasar sobre una zona detectará un campo magnético que según se encuentre magnetizada en un sentido u otro, indicará si en esa posición hay almacenado un 0 o un 1. En el caso de la escritura el proceso es el inverso, la cabeza recibe un impulso de corriente que provoca un campo magnético, el cual pone la posición sobre la que se encuentre la cabeza en 0 o en 1 dependiendo del valor del campo magnético provocado por dicha corriente.

Ahora bien, ya que sabemos como está formado, debemos saber que su evolución ha sido muy interesante porque los discos duros han comenzado con capacidades cercanas a 5 MB y su velocidad era muy corta, luego evolucionaron por primera vez a 20 MB y así progresivamente y manteniendo el mismo principio, los discos duros han logrado montarse hoy en día gracias a HITACHI en los 400 GB para computadoras personales, pese a que tiene esta enorme capacidad, el disco solo puede procesar a 7200 RPM ya que de otra manera las tarjetas madres y procesadores existentes hasta ahora no serían capaz de procesar mayores velocidades

Resulta interesante estudiar los sistemas de archivos, el espacio en el disco duro está dividido en pequeñas unidades llamadas sectores, cada uno de 512 bytes. Así, por ejemplo, si el disco duro tiene 100 KB en total, esto significa que está dividido en 200 sectores. Pero el sistema de archivos no trata directamente con cada uno de los sectores. En vez de eso, agrupa los sectores para formar un cluster, trabajando directamente con ellos.

Estos cluster son también llamados "unidades de asignación". Por ejemplo, en el mismo disco citado, si tuviéramos cluster formados con cuatro sectores, tendríamos un total de 50.

Así, cuando el sistema de archivos necesita acceder a un sector en particular, primero debe encontrar el cluster al que pertenece, y dentro de él buscar al mismo. Todos los tres sistemas de archivos más populares (FAT16, FAT32 y NTFS) trabajan de esta manera.

Fat16: usa 16 bits para contar los clusters. Es decir lo máximo que puede contar es hasta 2^16 - 1 , es decir, hasta 65535. Es decir, lo máximo que pueden caber son 65535 clusters. Por eso, a medida que aumenta el tamaño de tu disco duro, aumentará también el tamaño de los clusters, ya que el número máximo es el citado..También cada sector dentro de un grupo(cluster) debe ser numerado. Cada sector tiene un número de índice que está en un bite (es decir, 8 bits). Pero se utilizan solamente siete de estos bits, por lo tanto, el número máximo de sectores en cada cluster es de 128.

Fat32: Consiste bajo el mismo principio de la FAT16, que a su vez tiene el principio de las FAT que no es otro que una gran base de datos que contiene los registros de en dónde se encuentran cada uno de los archivos en el disco. Es como una tabla con muchas columnas cada una de las cuales guarda algo acerca de los archivos en el disco.

Cada registro en la FAT tiene un tamaño de 32 bytes. En otras palabras, si tengo 100 archivos en la computadora, 100 x 32bytes, es decir 3200 bytes del disco guardarán información de estos archivos en la FAT. Entonces es el mismo principio sólo que aplicado a 32 bits. Se puede notar que FAT32 es superior a FAT16. Pero la FAT32 no es soportada por todos los sistemas operativos. Solo fue soportada desde la versión 2 del Windows 95. Y todas las versiones anteriores de Windows NT (inclusive la versión 4.0) no pueden leer este sistema.

NTFS: el NTFS trabaja casi igual al FAT32 solo que tiene mas directivas de seguridad tanto para usuarios como para los sistemas basados en win9x, ejemplo de ello es que el sistema NTFS hace tres pasadas antes de rearrancar. Primero, hace un análisis que determina exactamente cuáles clusters deben ser actualizados por la información que hay en el archivo de eventos.

Luego pasa a la fase en la cual efectúa todas las transacciones hasta el último chequeo, y por último efectúa la fase de deshacer, en la cual completa todas las transacciones que así lo requieran. Esto hace que los datos corruptos se reduzcan a un mínimo.

De esta manera se puede resumir y entender perfectamente como ha evolucionado el disco duro en sus sistemas de archivos, que es la parte en la que básicamente radican todos los cambios del disco duro, ya que el mismo, solo ha variado en la parte física en cuanto a capacidad que como es bien sabido se logra aumentando la densidad, y también en la velocidad.