COMO FUNCIONA UN DISCO DURO.
1. Una caja metálica hermética protege los componentes internos de las partículas de polvo; que podrían obstruir la estrecha separación entre las cabezas de lectura/escritura y los discos, además de provocar el fallo de la unidad a causa de la apertura de un surco en el revestimiento magnético de un disco. 2. En la parte inferior de la unidad, una placa de circuito impreso, conocida también como placa
lógica, recibe
comandos del controlador de la unidad, que a su vez es controlado por el
sistema operativo. La placa
lógica convierte estos comandos en fluctuaciones de tensión que obligan al actuador de las cabezas a mover estas a lo largo de las superficies de los discos. La placa también se asegura de que el eje giratorio que mueve los discos de vueltas a una velocidad constante y de que la placa le indique a las cabezas de la unidad en que momento deben leer y escribir en el disco. En un disco IDE (
Electrónica de Unidades Integradas), el controlador de disco forma parte de la placa lógica. 3. Un eje giratorio o rotor conectado a un motor eléctrico hacen que los discos revestidos magnéticamente giren a varios miles de vueltas por minuto. El número de discos y la composición del material magnético que lo s recubre determinan la capacidad de la unidad. Generalmente los discos actuales están recubiertos de una aleación de aproximadamente la trimillonésima parte del grosor de una pulgada. 4. Un actuados de las cabezas empuja y tira del
grupo de brazos de las cabezas de lectura/escritura a lo largo de las superficies de los platos con suma precisión. Alinea las cabezas con las pistas que forman círculos concéntricos sobre la superficie de los discos. 5. Las cabezas de lectura/escritura unidas a los extremos de los brazos móviles se deslizan a la vez a lo largo de las superficies de los discos giratorios del HD. Las cabezas escriben en los discos los datos procedentes del controlador de disco alineando las partículas magnéticas sobre las superficies de los discos; las cabezas leen los datos mediante la detección de las polaridades de las partículas ya alineadas. 6. Cuando el usuario o su
software le indican al
sistema operativo que lea o escriba un
archivo, el
sistema operativo ordena al controlador del HD que mueva las cabezas de lectura y escritura a la tabla de asignación de
archivos de la unidad, o FAT en DOS (VFAT en
Windows 95). El
sistema operativo lee la FAT para determinar en que Cluster del disco comienza un
archivopreexistente, o que zonas del disco están disponibles para albergar un nuevo archivo. 7. Un único archivo puede diseminarse entre cientos de Cluster independientes dispersos a lo largo de varios discos. El sistema operativo almacena el comienzo de un archivo en los primeros Cluster que encuentra enumerados como libres en la FAT. Esta mantiene un
registro encadenado de los Cluster utilizados por un archivo y cada enlace de la cadena conduce al siguiente Cluster que contiene otra parte más del archivo. Una vez que los datos de la FAT han pasado de nuevo al sistema operativo a través del sistema electrónico de la unidad y del controlador del HD, el sistema operativo da instrucciones a la unidad para que omita la operación de las cabezas de lectura/escritura a lo largo de la superficie de los discos, leyendo o escribiendo los Cluster sobre los discos que giran después de las cabezas. Después de escribir un nuevo archivo en el disco, el sistema operativo vuelve a enviar las cabezas de lectura/escritura a la FAT, donde elabora una lista de todos los Cluster del archivo.
LOS DISCOS DUROS IDE
1. FUNCIONAMIENTO DEL DISCO DURO
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.
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.
1. CARACTERISTICAS DEL DISCO DURO
A continuación vamos a indicar los factores o
características básicas que se deben tener en cuenta a la hora de comprar un disco duro.
1. Capacidad de almacenamiento
La capacidad de almacenamiento hace referencia a la cantidad de
información que puede grabarse o almacenar en un disco duro. Hasta hace poco se medía en Megabytes (MG), actualmente se mide en Gigabytes (GB).
Comprar un disco duro con menos de 3,5 GIGAS de capacidad dará lugar a que pronto te veas corto de espacio, pues entre el
sistema operativo y una suite ofimática básica (
procesador de texto,
base de datos,
hoja de cálculo y
programa de presentaciones) se consumen en
torno a 400 MB.
Si instalas los
navegadores de
MICROSOFT y NETSCAPE suma otros 100MB; una buena suite de tratamiento gráfico ocupa en
torno a 300MB y hoy en día muchos
juegos ocupan más de 200MB en el disco duro.
Ya tenemos en
torno a 1,5 GIGAS ocupados y aún no hemos empezado a trabajar con nuestro ordenador.
Si nos conectamos a
Internet, veamos que nuestro disco duro empieza a tener cada vez menos espacio libre, debido a esas páginas tan interesantes que vamos guardando, esas
imágenes que resultarán muy útiles cuando diseñemos nuestra primera
Página WEB y esas utilidades y
programas SHAREWARE que hacen nuestro trabajo más fácil.
2. Velocidad de Rotación (RPM)
Es la
velocidad a la que gira el disco duro, más exactamente, la
velocidad a la que giran el/los platos del disco, que es donde se almacenan magnéticamente los datos. La regla es: a mayor
velocidad de rotación, más alta será la transferencia de datos, pero también mayor será el
ruido y mayor será el
calor generado por el disco duro. Se mide en número revoluciones por minuto (RPM). No debe comprarse un disco duro IDE de menos de 5400RPM (ya hay discos IDE de 7200RPM), a menos que te lo den a un muy buen
precio, ni un disco SCSI de menos de 7200RPM (los hay de 10.000RPM). Una velocidad de 5400RPM permitirá una transferencia entre 10MB y 16MB por segundo con los datos que están en la parte exterior del cilindro o plato, algo menos en el interior.
3. Tiempo de Acceso (
Access Time)
Es el
tiempo medio necesario que tarda la cabeza del disco en acceder a los datos que necesitamos. Realmente es la suma de varias velocidades:
* El
tiempo que tarda el disco en cambiar de una cabeza a otra cuando busca datos.* El tiempo que tarda la cabeza lectora en buscar la pista con los datos saltando de una a otra.* El tiempo que tarda la cabeza en buscar el sector correcto dentro de la pista.
Es uno de los factores más importantes a la hora de escoger un disco duro. Cuando se oye hacer ligeros clicks al disco duro, es que está buscando los datos que le hemos pedido. Hoy en día en un disco moderno, lo normal son 10 milisegundos.
4. 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 desfragmentadora: 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.
5. Tasa de transferencia (Transfer Rate)
Este número indica la cantidad de datos un disco puede leer o escribir en la parte más exterior del disco o plato en un periodo de un segundo. Normalmente se mide en Mbits/segundo, y hoy en día, en un disco de 5400RPM, un
valor habitual es 100Mbits/s, que equivale a 10MB/s.
6. Interfaz (Interfase) – IDE - SCSI
Es el
método utilizado por el disco duro para conectarse al equipo, y puede ser de dos tipos: IDE o SCSI.
Todas las placas bases relativamente recientes, incluso desde las placas 486, integran una controladora de disco duro para interfaz IDE (normalmente con
bus PCI) que soporta dos canales IDE, con capacidad para dos discos cada una, lo que hace un total de hasta cuatro unidades IDE (disco duro,
CD-ROM, unidad de backup, etc.)
Debemos recordar, sin embargo, que si colocamos en un mismo canal dos dispositivos IDE (e.g. disco duro+
CD-Rom), para transferir datos uno tiene que esperar a que el otro haya terminado de enviar o recibir datos, y debido a la comparativa lentitud del
CD-ROM con respecto a un disco duro, esto ralentiza mucho los
procesos, por lo que es muy aconsejable colocar el
CD-ROM en un canal diferente al de el/los discos duros.
La velocidad de un disco duro con interfaz IDE también se mide por el PIO (modo programado de entrada y salidas de datos), de modo que un disco duro con PIO-0 transfiere hasta 3,3MB/s, PIO-1 hasta 5,2MB/s, PIO-2 hasta 8,3MB/s. Estos modos anteriores pertenecen a la especificación ATA, pero en la especificación ATA-2 o EIDE, los discos duros pueden alcanzar PIO-3, hasta 11,1MB/s, o PIO-4, hasta 16,6MB/s. Los discos duros modernos soportan en su mayoría PIO-4.
Recientemente se ha implementado la especificación ULTRA-ATA o ULTRA DMA/33, que puede llegar a picos de transferencia de hasta 33,3MB/s. Este es el tipo de disco duro que hay que comprar, aunque nuestra controladora IDE no soporte este modo (sólo las placas base
Pentium con chipset 430TX y las nuevas placas con chipsets de VIA y ALI, y la placas
Pentium II con chipset 440LX y 440BX lo soportan), pues estos discos duros son totalmente compatibles con los modos anteriores, aunque no les sacaremos todo el provecho hasta que actualicemos nuestro equipo.
En cuanto al interfaz SCSI, una controladora de este tipo suele tener que comprarse aparte (aunque algunas placas de altas
prestaciones integran este interfaz) y a pesar de su
precio presenta muchas ventajas.
Se pueden conectar a una controladora SCSI hasta 7 dispositivos (o 15 si es WIDE SCSI)de tipo SCSI (ninguno IDE), pero no solo discos duros, CD-ROMS y unidades de BACKUP, sino también grabadoras de CD-ROM (las hay también con interfaz IDE), escáneres, muchas de las unidades de BACKUP, etc.
Otra ventaja muy importante es que la controladora SCSI puede acceder a varios dispositivos simultáneamente, sin esperar a que cada uno acabe su transferencia, como en el caso del interfaz IDE, aumentando en general la velocidad de todos los
procesos.
Las tasas de transferencia del interfaz SCSI vienen determinados por su tipo (SCSI-1, Fast SCSI o SCSI-2, ULTRA SCSI, ULTRA WIDE SCSI), oscilando entre 5MB/s hasta 80MB/s. Si el equipo va a funcionar como
servidor, como
servidor de
base de datos o como estación gráfica, por cuestiones de velocidad, el interfaz SCSI es el más recomendable.
ESTRUCTURA FÍSICA DE UN DISCO DURO:
El disco duro esta compuesto por las siguientes
estructuras:
Platos:
También llamados discos. Estos discos están elaborados de aluminio o
vidrio recubiertos en su superficie por un material ferromagnético apilados alrededor de un eje que gira gracias a un motor, a una
velocidad muy rápida. El diámetro de los platos oscila entre los 5cm y 13 cm.
Cabezal de lectura/escritura:
Es la parte del disco duro que lee y escribe los datos del disco. La mayoría de los discos duros incluyen una cabeza de lectura/escritura a cada lado del plato o disco, pero hay algunos discos de alto
desempeño tienen dos o mas cabezas sobre cada que tienen dos o más cabezas sobre cada superficie esto de manera que cada cabeza atienda la mitad del disco reduciendo la distancia del desplazamiento radial.
Impulsor de Cabezal:
Es un motor que mueve los cabezales sobre el disco hasta llegar a la pista adecuada, donde esperan que los sectores correspondientes giren bajo ellos para ejecutar de manera efectiva
la lectura/escritura.
Pistas:
La superficie de un disco esta dividida en unos elementos llamadas pistas concéntricas, donde se almacena la
información. Las pistas están numeradas desde la parte exterior comenzando por el 0. Las cabezas se mueven entre la pista 0 a la pista más interna.
Cilindro:
Es el conjunto de pistas concéntricas de cada cara de cada plato, los cuales están situadas unas encima de las otras. Lo que se logra con esto es que la cabeza no tiene que moverse para
poder acceder a las diferentes pistas de un mismo cilindro. Dado que las cabezas de lectura/escritura están alineadas unas con otras, la controladora de disco duro puede escribir en todas las pistas del cilindro sin mover el rotor. Cada pista esta formada por uno o más cluster.
Sector:
Las pistas están divididas en sectores, el número de sectores es variable. Un sector es la unidad básica de almacenamiento de datos sobre los discos duros. Los discos duros almacenan los datos en pedazos gruesos llamados sectores, la mayoría de los discos duros usan sectores de 512 bytes cada uno. Comúnmente es la controladora del disco duro quien determina el tamaño de un sector en el momento en que el disco es formateado, en cambio en algunos
modelos de disco duro se permite especificar el tamaño de un sector.
ESTRUCTURA LÓGICA DE UN DISCO DURO:
La
estructura lógica de un disco duro esta formado por:
· Sector de arranque.
· Espacio particionado.
· Espacio sin particionar.
Sector de arranque: Es el primer sector de un disco duro en él se almacena la tabla de particiones y un
programa pequeño llamado Master Boot. Este programa se encarga de leer la tabla de particiones y ceder el control al sector de arranque de la partición activa, en caso de que no existiese partición activa mostraría un mensaje de error.
Espacio particionado: Es el espacio del disco que ha sido asignado a alguna partición.
Espacio sin particionar: Es el espacio del disco que no ha sido asignado a ninguna partición.
· A su vez la estructura lógica de los discos duros internamente se pueden dividir en varios volúmenes homogéneos dentro de cada
volumen se encuentran una estructura que bajo el
sistema operativo MS-DOS es el siguiente:
Sector de arranque (BOOT).
Tabla de asignación de ficheros (FAT)
Una o más copias de la FAT
Directorio raíz.
Zona de datos para
archivos y subdirectorios.
Cada zona del volumen acoge estructuras de datos del sistema de archivos y también los diferentes archivos y subdirectorios. No es posible decir el tamaño de las diferentes estructuras ya que se adaptan al tamaño del volumen correspondiente.
A continuación vamos a definir cada una de las estructuras mostrada en el cuadro.
1.-Sector de arranque (BOOT): En el sector de arranque se encuentra la información acerca de la estructura de volumen y sobre todo del BOOTSTRAP-LOADER, mediante el cual se puede arrancar el PC desde el DOS. Al formatear un volumen el BOOT se crea siempre como primer sector del volumen para que sea fácil su localización por el DOS.
2.-Tabla de asignación de ficheros (FAT): La FAT se encarga de informar al DOS que sectores del volumen quedan libres, esto es por si el DOS quiere crear nuevos archivos o ampliar archivos que ya existen. Cada entrada a la tabla se corresponde con un número determinado de sectores que son adyacentes lógicamente en el volumen.
3.-Uno o más copias de la FAT: El DOS permite a los
programas que hacen el formateo crear una o varias copias idénticas de la FAT, esto va a ofrecer la ventaja de que se pueda sustituir la FAT primaria en caso de que una de sus copias este defectuosa y así poder evitar la perdida de datos.
4.-Directorio Raíz: El directorio raíz representa una
estructura de datos estática, es decir, no crece aún si se guardan más archivos o subdirectorios. El tamaño del directorio raíz esta en relación al volumen, es por eso que la cantidad máxima de entradas se limita por el tamaño del directorio raíz que se fija en el sector de arranque.
5.-Zona de datos para archivos y subdirectorios: Es la parte del disco duro donde se almacenan los datos de un
archivo. Esta zona depende casi en su totalidad de las interrelaciones entre las estructuras de datos que forman el sistema de archivos del DOS y del camino que se lleva desde la FAT hacia los diferentes sectores de un archivo.
Gracias a las mejoras tecnológicas, en la actualidad los bits son empaquetados mas densamente, por lo que el espacio necesario para su grabación se ha ido reduciendo. El bit de información almacenado, da origen a la señal producida por la cabeza cuando esta lo lee; sin embargo, el reducido tamaño del bit ha implicado un mayor reto, pues las cabezas deben flotar aún más cerca del medio de almacenamiento, con el propósito de incrementar la amplitud de la señal. El siguiente paso en la
evolución de las cabezas, fue el diseño de tipo MIG (Metal In Gap o Metal Insertado), en cuyo gap se le introduce una delgada capa metálica para aumentar la capacidad magnética. Esta tecnología también ha sido superada en nuestros días, siendo sustituida por la de cabezas de película delgada, que se describirá a continuación. Actualmente, muchas unidades emplean cabezas de película delgada, cuya característica es que los elementos estructurales se depositan en un sustrato, de manera muy semejante a como son fabricados los microchips La tecnología de película delgada es un valioso recurso para los fabricantes de cabezas, ya que éstas pueden fabricarse con un menor tamaño y se les puede aplicar un mejor
control de calidad. La mas reciente tecnología de cabezas, llamada "magneto-resistiva" (MR), está diseñada para lograr
medios de almacenamiento de muy altas densidades de grabación, en el rango de 1 a 2 billones de bits por pulgada cuadrada (BPSI), en comparación con las densidades de menos de 200 millones BPSI ofrecidas por las tecnologías de cabeza tradicionales. A diferencia de estas (que consisten en pequeños electromagnetos de
inducción), la tecnología MR emplea una forma distinta de realizar
la lectura, basándose en un material especial cuya
resistencia eléctrica se modifica ante la presencia de un campo magnético.
Una pequeña franja de material magnetoresistivo que se deposita en la estructura de la cabeza, pasa por arriba de los patrones magnéticos del disco, censa la fuerza del campo magnético y produce pulsos eléctricos que corresponden a las reversiones de flujo. Como este mecanismo no puede utilizarse para escribir, un elemento de escritura inductivo de película delgada es depositado a lo largo de uno de los lados de dicha franja. La tecnología de la cabeza magneto-resistiva comenzó a aparecer en 1994, y dada su gran aceptación fue incorporada, un año después, en el diseño de discos duros. Asimismo, debido en gran parte al uso de las cabezas MR acopladas con canales de lectura PRML (Manifestación Máxima de Respuesta Parcial, técnica de
codificación y almacenamiento de datos), hizo posible que, utilizando un solo plato de almacenamiento, un drive de 1 gb o mas de capacidad fuese realidad. Esta tecnología ha seguido evolucionando; de hecho, se han diseñado cabezas magneto-resistivas gigantes, las cuales se utilizan en discos duros de muy alta capacidad (arriba de 6 GB). Este nuevo estándar, desarrollado por IBM, promete ser la piedra angular de los discos duros en un futuro cercano, de modo que puedan seguir satisfaciendo la creciente
demanda de capacidad de almacenamiento de los usuarios de
computadoras personales.
Brazo del actuador y bobina de voz
Para mover las cabezas, es necesario un mecanismo que las desplace lateralmente a través del radio de los platos mientras estos giran; para llevar a cabo este
movimiento, se han utilizado dos
métodos distintos: un
motor lineal y la bobina de voz. Los discos mas antiguos se apoyaban en un mecanismo muy similar al utilizado en las unidades de diskette para el desplazamiento de cabezas; esto es, un motor de pasos conectado a un brazo encargado del movimiento del conjunto. Este
método resultó satisfactorio en unidades con un numero limitado de sectores, ya que en estos casos los tracks que se grababan eran lo suficientemente anchos como para que las ligeras fallas en el
posicionamiento de la cabeza (prácticamente inevitables por la misma
naturaleza de su movimiento) no afectaran de manera determinante el
proceso de grabación y recuperación de datos. Sin embargo, este método de desplazamiento tenía una inconveniencia: si por cualquier razón el mecanismo se atoraba ligeramente y perdía su posición de referencia, de ahí en adelante todas las lecturas o escrituras se efectuarían en forma incorrecta. Pero además, el mismo calentamiento de los discos por su operación normal, era suficiente para desalinear las cabezas en relación con los tracks en los platos; o algún
cambio en la postura de la unidad podía afectar el proceso de recuperación de información (precisamente, en estos discos había que tomar precauciones como formatearlos exactamente en la posición en que fueran a trabajar, y no había que moverlos mientras estuvieran funcionando). Por estas razones, el método del motor de pasos pronto fue desechado y sustituido por las modernas bobinas de voz. Este método funciona de manera muy similar a como trabajan las bocinas convencionales: una bobina sumergida en un poderoso campo magnético, y a través de la cual circula una corriente cuidadosamente calculada produciendo así una fuerza que desplaza a las cabezas magnéticas sobre la superficie de los platos. La gran ventaja de este método en comparación con el anterior, es que se trata de un
sistema dinámico realimentado, donde en los mismos tracks en que se almacenan los datos también se graban ciertas marcas que le sirven de referencia al sistema de posicionamiento de cabezas; de este modo, conforme se lee o escribe un
archivo, el circuito de movimiento de brazo detecta si la posición de las cabezas es la adecuada, y en caso contrario envía ligeras variaciones a la corriente aplicada en la bobina de voz, corrigiendo así la diferencia.
Gracias a este método, los discos duros modernos pueden utilizarse en cualquier posición, absorber vibraciones externas e incluso golpes de varios "G" de intensidad (G, fuerza con que nos atrae la gravedad hacia el piso), sin interferir en la lectura y escritura de datos. Y no sólo ello, gracias a su característica de auto corrección, es posible grabar tracks mucho más finos que con el método anterior, lo que finalmente se traduce en discos de mayor capacidad con un numero reducido de platos.
Partes que componen una bobina de voz típica:
1.-Brazo actuador, donde van montadas las cabezas magnéticas
2.-Bobina de desplazamiento
3.-Conjunto de imanes que producen al campo magnético necesario para el desplazamiento de la bobina.
Por lo que se refiere al brazo del actuador, tan sólo se trata de una palanca metálica en cuyo extremo se encuentran las cabezas magnéticas, sostenidas con un resorte que las impulsa fuertemente contra la superficie de los platos. Todas las cabezas están fijas en el brazo del actuador, por lo que si una de ellas se desplaza, digamos al track 250, todas las demás cabezas efectúan exactamente el mismo movimiento. Es por esta razón que en discos duros no se habla de tracks, sino de "cilindros", ya que todas las cabezas leyendo al mismo tiempo una determinada posición nos remiten precisamente a dicha forma.
Interacción plato-cabeza
Sabemos por lo mencionado anteriormente que por la
acción del resorte en el brazo del actuador, las cabezas magnéticas se encuentran en estrecho contacto con la superficie de los discos; también sabemos que los platos en los discos duros giran con una velocidad considerable (entre 3,600 y 10,000 RPM, dependiendo del
modelo específico de disco). Entonces, si la cabeza está en contacto con la superficie del disco y éste gira rápidamente, cabría suponer que la fricción entre ambos tarde o temprano provocaría la destrucción de alguno de estos elementos. ¿Cómo se hace para que esto no suceda? Hay una
propiedad dinámica de los fluidos (
aire o líquidos), según la cual "no importa la rapidez con se desplace un fluido por una tubería, la velocidad relativa de las partículas adyacentes a las paredes de dicho tubo será prácticamente igual a cero". Dicho en otras palabras, si el aire corre con una velocidad muy alta sobre la superficie de un plato de metal, por fricción entre las moléculas del
gas y la superficie del plato, las partículas de aire que se encuentra inmediatamente tenderán a "pegarse" a él. Esta situación se repite exactamente en la situación contraria: una cámara de aire estático con unos platos girando con gran velocidad. En resumen, sucede que junto con los platos, en su superficie, se mantiene girando una fina capa de aire. Este pequeño "colchón de aire" es aprovechado por las cabezas magnéticas, que al poseer una forma aerodinámica obligan a esta pequeña capa a comprimirse debajo de ellas, produciendo la suficiente fuerza para elevar al conjunto unas cuantas micras sobre la superficie del plato evitando así el contacto entre ambos elementos y, por lo tanto, impidiendo la fricción.
Gracias a este fenómeno, los discos pueden durar varios años de trabajo continuo, al final de cuya vida útil las cabezas llegan a "viajar" miles de kilómetros sobre la superficie de los platos ¿Pero que sucede cuando se apaga el sistema y los platos dejan de girar? Al no existir el colchón de aire que se forma entre cabeza y plato, estos elementos entran en contacto (en
lenguaje coloquial las cabezas "aterrizan"); si esto sucede en una porción del disco donde se tiene información grabada, su integridad puede ser afectada. Para evitar este problema, los discos duros más antiguos tenían fijada una posición de "estacionado" de cabezas (se daba de alta en el Setup), y antes de apagar su sistema los usuarios debían tener la precaución de dar una orden de "estacionar cabezas" (el famoso comando PARK); entonces el conjunto se desplazaba hacia dicha posición sin datos, con lo que ya podía ser apagada la máquina. En la actualidad, los fabricantes de discos duros han incorporado un sistema automático que lleva a cabo exactamente esa misma
función al momento del apagado .Para ello, se aprovecha la fuerza centrípeta que se genera en un disco Q, recuerda que en los tradicionales discos de audio de acetato, cuando la aguja ya estaba muy gastada. Mediante una palanca que asegura al brazo del actuador en dicha posición; de este modo una vez que se ha apagado un disco duro, las cabezas quedan firmemente aseguradas en una posición donde no afectan la información grabada.
Electrónica integrada
Uno de los adelantos que contribuyeron a popularizar los discos duros de tecnología IDE, es que dentro de la estructura de la misma unidad se encuentra la circuitería electrónica necesaria para llevar a cabo una gran cantidad de
funciones distintas -Controlar el flujo de datos desde y hacia el
microprocesador. - Codificar y decodificar los datos que van a ser grabados en los platos. -Controlar cuidadosamente la velocidad de giro de los discos. -Controlar la corriente que circula por la bobina de voz, lo que a so vez se traduce en un posicionamiento exacto de las cabezas de lectura/ escritura. - Verificar que todos los elementos de la unidad funcionen correctamente, mediante un microcontrolador dedicado a esa función. - Soportar un bloque de
memoria que sirve como cache de datos en los
procesos de lectora y escritora de información (esto en casi todos los discos modernos).
Debido a que prácticamente todas las funciones principales del manejo del disco duro se han incorporado en esta sección electrónica, la interfase entre la unidad y la madres muy sencilla, al grado que se puede incluir en una tarjeta de bajo costo o (el caso más común en la actualidad) en la misma tarjeta madre. Esto evita que los consumidores tengan que pagar el alto costo que implican las controladoras dedicadas, como sería el caso en las unidades con interfase SCSI.
CLASIFICACIÓN DE LAS
REDES:
LAN (Local Área Network): Redes de Área Local
Es un
sistema de
comunicación entre
computadoras que permite compartir
información, con la
característica de que la distancia entre las computadoras debe ser pequeña. Estas redes son usadas para la interconexión de computadores personales y estaciones de trabajo. Se caracterizan por: tamaño restringido,
tecnología de transmisión (por lo general broadcast), alta
velocidad y
topología.
Son redes con velocidades entre 10 y 100 Mbps, tiene baja latencia y baja tasa de errores. Cuando se utiliza un medio compartido es necesario un mecanismo de
arbitraje para resolver
conflictos.
Dentro de este tipo de
red podemos nombrar a
INTRANET,
una red privada que utiliza
herramientas tipo
Internet , pero disponible solamente dentro de
la organización.
Ej.: IEEE 802.3 (
Ethernet), IEEE 802.4 (Token
Bus), IEEE 802.5 (Token Ring)
MAN (Metropolitan Área Network): Redes de Área Metropolitana
Es una versión de mayor tamaño de la
redlocal. Puede ser pública o privada. Una MAN puede soportar tanto voz como datos. Una MAN tiene uno o dos cables y no tiene elementos de intercambio de paquetes o conmutadores, lo cual simplifica bastante el
diseño. La razón principal para distinguirla de otro tipo de redes, es que para las MAN's se ha adoptado un estándar llamado DQDB (Distributed Queue Dual
Bus) o IEEE 802.6. Utiliza
medios de difusión al igual que las Redes de Área Local.
WAN (Wide Área Network): Redes de Amplia Cobertura
Son redes que cubren una amplia región geográfica, a menudo un país o un continente. Este tipo de redes contiene
máquinas que ejecutan
programas de usuario llamadas hosts o
sistemas finales (end system). Los
sistemas finales están conectados a una subred de
comunicaciones. La
función de la subred es transportar los mensajes de un host a otro.
En la mayoría de las redes de amplia cobertura se pueden distinguir dos componentes: Las líneas de transmisión y los elementos de intercambio (Conmutación). Las líneas de transmisión se conocen como
circuitos, canales o trúncales. Los elementos de intercambio son computadores especializados utilizados para conectar dos o más líneas de transmisión.
Las redes de área local son diseñadas de tal forma que tienen
topologías simétricas, mientras que las redes de amplia cobertura tienen
topología irregular. Otra forma de lograr
una red de amplia cobertura es a través de satélite o sistemas de
radio.
Ej. : X.25, RTC, ISDN, etc.
OTROS
TIPOS DE REDES:
RED NOVELL
Novell tiene su propio equipo, el cual permite conectar todos los componentes de la red entregando un
servicio completo en el
diseño de la misma. Este equipo incluye:
· Tarjeta de red.
· Servidores para la red.
· Unidades de respaldo de cinta.
· Discos duros para respaldo de información.
· Controladores
activos y pasivos.
RED IBM TOKEN-RING
La topología de esta red es un anillo alrededor del cual se distribuyen las estaciones de trabajo.
Las computadoras conectadas a la red se comunican todo el
tiempoentre sí mediante un paquete de información (token) que está viajando en todo momento a través de la red.
Esta red posee las siguientes
características:
·
Paquete de Información.·
Monitoreo de Red.·
Acepta múltiples tipos de cable.· Diseñada para ambientes de
oficina en las cuales se requiere una red que tenga amplia capacidad de expansión en el
ambiente PC y también hacia otro tipo de ambientes de computadoras, tales como mini-computadoras o macro-computadoras.
RED HEWLETTE-PACKARD
Existen dos
modelos de red StarLAN [Red de Área Local tipo Estrella]:
La primera, la simple StarLAN, puede conectar como máximo hasta 50 estaciones en la red con dos niveles de Distribuidor Central (
HUB) y la segunda, StarLAN 10, puede conectar hasta 1024 estaciones de trabajo entre diferentes redes de HP, la propia red aislada puede conectar 276 estaciones de trabajo.
Cada una de las redes está pensada en
función a las necesidades con diversos equipos de HP, StarLAN 10 tiene capacidad de manejar un mayor número de terminales y mayor capacidad de interconexión con otras redes de
la familia HP.
Existen diferencias al usar un
servidor basado en una micro
computadora PC comparado contra usar como
servidor una mini 3000.
En el caso de una micro
computadora los
periféricos son:
1.
Impresoras.
2. Unidades de disco.
3. Graficadores.
En el caso de una mini 3000 los
periféricos son:
1.
Impresoras.
2. Unidades de disco.
3. Graficadotes.
4. Unidades de Cinta.
RED 3+Open
El
sistema de
Microsoft se apega al Standard fijado por OS/2 con respecto al manejo del operativos la capacidad de manejo Mult.-tarea del sistema mismo.
3+OPEN es el nombre del
producto lanzado al
mercado, aprovechando las
tarjetas ETHERNET para
poder ofrecer una solución de conectividad estandarizada a los equipos de
computación, incluyendo computadoras personales (PC compatibles), Macintosh, computadoras en
UNIX/XENIX, mini computadoras y macro computadoras.
Esta vez ya podemos conectar cualquier cosa desde una red de computadoras, sin importar si el acceso es local o remoto o vía
teléfono usando un
MODEM común, o vía
teléfono usando alguna red internacional de datos vía X.25.
La forma de conexión de la red puede ser por
cable coaxial, o par telefónico, esto último da una ventaja adicional a la red pues el costote instalación eléctrica es más barato usando par telefónico en lugar de
cable coaxial, todo depende el
medio ambiente magnético alrededor de la red.
Red Columna Vertebral (Backbone Network)
También llamada Red de
Transporte (Carrier Network). Este tipo de red cubre, por lo general, un país o un continente. Sirve como apoyo a las
empresas que poseen redes locales y no pueden costear la
inversión en la infraestructura y
mantenimiento de una red de área extendida propia.
Red Internacional (INTERNETworking)
También llamada Telaraña de área Mundial (World Wide
Web).
Es una enorme red de redes que se enlaza a muchas de las redes científicas, de
investigación y educacionales alrededor del mundo así como a un número creciente de redes comerciales.
TOPOLOGÍA DE REDES:
La configuración de una red, recoge tres campos: físico, eléctrico y lógico. El nivel físico y eléctrico se entiende como la configuración del cableado entre
máquinas o dispositivos de
control o conmutación. Cuando hablamos de la configuración
lógica tenemos que pensar en como se trata la información dentro de nuestra red, como se dirige de un sitio a otro o como la recoge cada estación.
o Topología en Estrella:
Todos los elementos de la red se encuentran conectados directamente mediante un enlace punto a punto al nodo central de la red, quien se encarga de gestionar las transmisiones de información por toda la estrella. La topología de Estrella es una buena elección siempre que se tenga varias unidades dependientes de un
procesador, esta es la situación de una típica mainframe, donde el
personal requiere estar accesando frecuentemente esta computadora. En este caso, todos los cables están conectados hacia un solo sitio, esto es, un panel central.
Resulta económica la instalación de un nodo cuando se tiene bien planeado su establecimiento, ya que este requiere de un cable desde el panel central, hasta el lugar donde se desea instalarlo.
o Topología en Bus:
En esta topología, los elementos que constituyen la red se disponen linealmente, es decir, en serie y conectados por medio de un cable; el bus. Las tramas de información emitidas por un nodo (Terminal o servidor) se propagan por todo el bus(en ambas direcciones), alcanzado a todos los demás nodos. Cada nodo de la red se debe encargar de reconocer la información que recorre el bus, para así determinar cual es la que le corresponde, la destinada a él.
Es el tipo de instalación más sencillo y un fallo en un nodo no provoca la caída del sistema de la red.
Como ejemplo más conocido de esta topología, encontramos la red
Ethernet de Xerox. El
método de acceso utilizado es el CSMA/
CD,
método que gestiona el acceso al bus por parte de los terminales y que por medio de un
algoritmo resuelve los
conflictos causados en las colisiones de información. Cuando un nodo desea iniciar una transmisión, debe en primer lugar escuchar el medio para saber si está ocupado, debiendo esperar en caso afirmativo hasta que quede libre. Si se llega a producir una colisión, las estaciones reiniciarán cada una su transmisión, pero transcurrido un
tiempo aleatorio distinto para cada estación.
o Topología en Anillo:
Los nodos de la red se disponen en un anillo cerrado conectado a él mediante enlaces punto a punto. La información describe una trayectoria circular en una única
dirección y el nodo principal es quien gestiona conflictos entre nodos al evitar la colisión de tramas de información. En este tipo de topología, un fallo en un nodo afecta a toda la red aunque actualmente hay tecnologías que permiten mediante unos conectores especiales, la desconexión del nodo averiado para que el sistema pueda seguir funcionando. La topología de anillo esta diseñada como una
arquitectura circular, con cada nodo conectado directamente a otros dos nodos. Toda la información de la red pasa a través de cada nodo hasta que es tomado por el nodo apropiado. Este esquema de cableado
muestra alguna
economía respecto al de estrella. El anillo es fácilmente expandido para conectar más nodos, aunque en este proceso interrumpe la operación de la red mientras se instala el nuevo nodo. Así también, el
movimiento físico de un nodo requiere de dos pasos separados: desconectar para remover el nodo y otra vez reinstalar el nodo en su nuevo lugar.
Redes de área local (LAN)
Las LAN constan de los siguientes componentes:
· Computadores
· Tarjetas de interfaz de red
· Dispositivos
periféricos· Medios de networking
· Dispositivos de networking
Las LAN permiten a las empresas aplicar tecnología informática para compartir localmente archivos e
impresoras de manera eficiente, y posibilitar las comunicaciones internas. Un buen ejemplo de esta tecnología es el correo electrónico. Los que hacen es conectar los datos, las comunicaciones locales y los equipos informáticos.
Algunas de las tecnologías comunes de LAN son:
· Ethernet
· Token Ring
· FDDI
Las WAN interconectan las LAN, que a su vez proporcionan acceso a los computadores o a los servidores dé archivos ubicados en otros lugares. Como las WAN conectan redes de usuarios dentro de un área geográfica extensa, permiten que las empresas se comuniquen entre sí a través de grandes distancias. Las WAN permiten que los computadores, impresoras y otros dispositivos de una LAN compartan y sean compartidas por redes en sitios distantes. Las WAN proporcionan comunicaciones instantáneas a través de zonas geográficas extensas. El software de colaboración brinda acceso a información en
tiempo real y
recursos que permiten realizar reuniones entre personas separadas por largas distancias, en lugar de hacerlas en
persona. Networking de área amplia también dio lugar a una nueva clase de trabajadores, los empleados a distancia, que no tienen que salir de sus hogares para ir a trabajar.
Redes de área amplia (WAN)
Las WAN están diseñadas para realizar lo siguiente:
· Operar entre áreas geográficas extensas y distantes
· Posibilitar capacidades de comunicación en tiempo real entre usuarios
· Brindar recursos remotos de tiempo completo, conectados a los
servicios locales
· Brindar servicios de correo electrónico,
World Wide Web, transferencia de archivos y
comercio electrónico
Algunas de las tecnologías comunes de WAN son:
· Módems
· Red digital de servicios integrados (RDSI)
· Línea de suscripción digital (DSL - Digital Subscriber Line)
· Frame Relay
· Series de portadoras para EE.UU. (T) y
Europa (E): T1, E1, T3, E3
· Red
óptica síncrona (SONET )
REDES DE AREA AMPLIA WAN
Una WAN se extiende sobre un área geográfica amplia, a veces un país o un continente; contiene una colección de máquinas dedicadas a ejecutar programas de usuario (aplicaciones), estas
maquinas se llaman Hosts. Los hosts están conectados por una subred de comunicación.
El trabajo de una subred es conducir mensajes de un host a otro. La separación entre los aspectos exclusivamente de comunicación de la red (la subred) y los aspectos de aplicación ( hosts ), simplifica enormemente el diseño total de la red.
En muchas redes de área amplia, la subred tiene dos componentes distintos: las líneas de transmisión y los elementos de conmutación. Las líneas de transmisión (también llamadas
circuitos o canales) mueven los bits de una máquina a otra.
Los elementos de conmutación son computadoras especializadas que conectan dos o más líneas de transmisión.. Cuando los datos llegan por una línea de entrada, el elemento de conmutación debe escoger una línea de salida para enviarlos. Como término gen´ñerico para las computadoras de conmutación, les llamaremos enrutadores.
Una WAN define la forma en que los datos se desplazan a través de una zona geográficamente extensa. Las WAN interconectan diferentes LANs utilizando los servicios de un proveedor, que a diferencia del diseño de LAN se hace absolutamente necesario. Las tecnologías de señalización y transporte que utilizan los proveedores de servicios suelen ser transparentas para los usuarios finales y generalmente son tecnologías propietarias.Conectividad WAN
Dentro de una nube WAN generalmente es posible observar cuatro tipos de conexiones.
Líneas alquiladas, también denominada conexión punto a punto u o línea dedicada. Ofrece una única opción de comunicación por un medio exclusivo para el cliente. Las líneas alquiladas eliminan los problemas de conexión/desconexión de llamada, brindando a su vez mayor privacidad y seguridad. Suelen emplearse en conexiones serie sincronías manteniendo constante la utilización del ancho de banda. Suelen ser las líneas más costosas
Circuitos conmutados, es un método de conmutación donde solo se establece conexión entre el emisor y el receptor únicamente durante el tiempo que dure la transmisión. Las sucesivas conexiones pueden o no utilizar la misma ruta que la anterior. Las conexiones de circuito conmutado suelen emplearse para entornos que tengan uso esporádico, enlaces de respaldo o enlaces bajo demanda. Este tipo de servicios también pueden utilizar los servicios de telefonía básica mediante una conexión asíncrona conectada a un MODEM. Un ejemplo es el de RDSI.
Paquetes conmutados, es un método de conmutación donde los dispositivos comparten un único enlace punto-a-punto o punto-multipunto para transportar paquetes desde un origen hacia un destino a través de una internetwork portadora. Estas redes utilizan circuitos virtuales para ofrecer conectividad, de forma permanente o conmutada (PVC o SVC). El destino es identificado por las cabeceras y el ancho de banda es dedicado, sin embargo una vez entregada la trama el proveedor puede compartirlo con otros clientes. Un ejemplo es el de Frame-Relay.
Celdas conmutadas, es un método similar al de comulación de paquetes, solo que en lugar ser paquetes de longitud variable se utilizan celdas de longitud fija que se transporten sobre circuitos virtuales. Un ejemplo es el de ATM.
Terminología WAN
Los términos y servicios asociados con las tecnologías WAN son cuantiosos, sin embargo detallaremos los siguientes:
• CPE: (customer premises equipment), Dispositivos ubicados físicamente en el cliente.
• Demarcación: punto en el que finaliza el CPE y comienza el bucle local.
• Bucle local: también llamada ultima milla, es el cableado desde la demarcación hasta la oficina central del proveedor.
• CO: Oficina central donde se encuentra el Switch CO, dentro de la red pueden existir varios tipos de CO.
• Red de Pago, grupo de dispositivos y recursos que se encuentran dentro de la nube.
TIPOS DE REDES WAN
Conmutadas por Circuitos: Redes en las cuales, para establecer comunicación se debe efectuar una llamada y cuando se establece la conexión, los usuarios disponen de un enlace directo a través de los distintos segmentos de la red.
Conmutadas por Mensaje: En este tipo de redes el conmutador suele ser un
computador que se encarga de aceptar tráfico de los computadores y terminales conectados a él. El
computador examina la dirección que aparece en la cabecera del mensaje hacia el DTE que debe recibirlo. Esta tecnología permite grabar la información para atenderla después. El usuario puede borrar, almacenar, redirigir o contestar el mensaje de forma automática.
Conmutadas por Paquetes: En este tipo de red los datos de los usuarios se descomponen en trozos más pequeños. Estos fragmentos o paquetes, estás insertados dentro de informaciones del
protocolo y recorren la red como entidades independientes.
Redes Orientadas a Conexión: En estas redes existe el concepto de multiplexión de canales y puertos conocido como circuito o canal virtual, debido a que el usuario aparenta disponer de un recurso dedicado, cuando en realidad lo comparte con otros pues lo que ocurre es que atienden a ráfagas de tráfico de distintos usuarios.
Redes no orientadas a conexión: Llamadas Datagramas, pasan directamente del
estado libre al modo de transferencia de datos. Estas redes no ofrecen confirmaciones, control de flujo ni recuperación de errores aplicables a toda la red, aunque estas funciones si existen para cada enlace particular. Un ejemplo de este tipo de red es INTERNET.
Red Pública de Conmutación Telefónica (PSTN): Esta red fue diseñada originalmente para el uso de la voz y sistemas análogos. La conmutación consiste en el establecimiento de la conexión previo acuerdo de haber marcado un número que corresponde con la identificación numérica del punto de destino.
