Estructura de los discos
Estructura de un disco duro magnético HDD
Hardware: platos y cabezas
Un disco duro HDD consta de uno o varios platos que rotan a grandes velocidades (de
5000 a 15000 rpm). Unas cabezas de R/W flotan sobre ellos a escasas micras de distancia (10-20 μm).
- Todo el conjunto permanece encerrado herméticamente, pues una simple mota de polvo entre la cabeza y el disco podría dañar el sustrato magnético.
Pistas: cilindros y sectores
La información se graba sobre el disco en pistas concéntricas.
- Las pistas se agrupan en cilindros, que pueden agruparse para definir particiones.
- Las pistas se dividen en sectores de 512 bytes, que es la cantidad mínima de
información utilizada en las operaciones de lectura/escritura (sector físico).
cilindro: conjunto de todas las pistas que tienen el mismo radio
(i.e., que caen sobre una misma vertical)
Sector físico: Cantidad mínima de información que podemos leer o escribir
en el disco (512 bytes)
El driver del disco ofrece al Sistema Operativo una visión del disco duro como
si fuera una lista continua de sectores numerados.
Para el S.O. esos sectores son como "páginas de un libro" en las que escribirá la información.
El sector 0: el "Master Boot Record"
Los primeros 512 bytes del disco es el sector 0, conocido como MBR. En este sector podemos encontrar la tabla de particiones y un pequeño programa (MBC - master boot code) que busca la partición activa.
Cuando la BIOS finaliza la ejecución de las rutinas de diagnóstico (POST), tranfiere el control a este programa MBC, que se encargará de buscar una partición donde haya un programa que arranque un Sistema Operativo.
Actualmente las particiones se pueden definir en otra otra tabla denominada GPT (Guid Partition Table) que se encuentra distribuida por el disco.
Acceso a la información del disco: ACCESO DIRECTO
Para acceder a un fichero en el disco, el driver debe convertir un número de sector en una posición física sobre el disco:
- plato en que se encuentra
- cabeza que lo leerá
- número de cilindro (pista) en que se encuentra
- número de sector dentro de esa pista.
Los discos son dispositivos de acceso directo: se accede a los datos mediante una fórmula que da su posición.
Tipos de acceso
- EL TIEMPO DE ACCESO DEPENDE DE LA POSICIÓN DEL DATO:
- secuencial: una cinta de casete → donde hay que pasar por todos los datos previos.
- directo: el disco duro → una fórmula da la ubicación del dato. El tiempo de acceso dependerá de la distancia del dato a las cabezas. - * EL TIEMPO DE ACCESO NO DEPENDE DE LA POSICIÓN DEL DATO:
- acceso aleatorio: la memoria RAM → accedemos directamente a su posición (dirección de memoria) sin necesidad de cálculos ni de lectura de otros datos, basta colocar su dirección de memoria en el bus de direcciones.
Discos SSD (eléctricos)
Estos discos no tienen partes mecánicas, al igual que los pendrives, son memorias flash, pero la gestión que el sistema operativo hace de ellos es la misma que haría con un disco HDD (hace particiones y accede al disco por sectores).
Al ser realmente memorias, son bastante más rápidas que los discos duros:
velocidad de transferencia:
SSD SATA hasta 550 MB/s (frente a 150 MB/s de los HDD).
SSD PCIe: lectura: 2,5 GB/s, escritura: 1,5 GB/s
vida útil
Como todas las EEPROM, tienen el inconveniente de que admite un número finito de borrados y escrituras (unas 100.000 operaciones de borrado).
Conforme se va escribiendo en ellas, aumenta su resistencia, por lo que es preciso ir aumentando el voltaje para cargarlas. Al cabo de muchas reescrituras, el voltaje requerido para arrancar los electrones puede ser tan elevado que la celda particular se vuelve imposible de escribir. No obstante los fabricantes garantizan vidas útiles, mínimo de 5 a 10 años.
Para evitar borrados y tratar de aumentar el tiempo de vida del disco, sus bloques se van escribiendo de manera cíclica, no necesariamente en el primer bloque que encuentre vacío.
Cómo funciona una SSD SSD y tipos Comparativa M.2, NVMe, SATA
Discos ópticos
A diferencia de los HDD, en los discos ópticos existe una única pista espiral.
Método de grabación: un rayo láser.
Método de lectura: un rayo láser de menor intensidad.
Pueden ser de solo lectura (CD-ROM), escribible una sola vez (CD-R) o reescribibles (CD-RW).