Interfaces de disco duro: IDE, SCSI y SATA y estructura interna y lógica del disco
Interfaces de disco duro
IDE: casi todas las placas base integran una controladora de disco duro con interfaz IDE (normalmente con bus PCI) que soporta 2 canales IDE, con 2 discos por cada uno, lo que da un total de 4 unidades IDE (disco duro, CD-ROM...).
SCSI
SCSI, aprobado en 1986. Características:
- Conexión de 7 a 15 dispositivos.
- Bus de sistema propio.
- Posee su propia BIOS.
- Los periféricos son inteligentes.
- Flujo continuo de datos.
- Todos los dispositivos necesitan identificación única (ID SCSI 7) (comunicaciones de alto nivel entre los periféricos).
Se necesita una tarjeta controladora que maneje todos los dispositivos conectados al bus.
SATA
SATA es el nuevo estándar que consiste en unas fajas planas (de 40 u 80 hilos, dependiendo de las especificaciones de ATA) a las cuales se pueden conectar hasta 2 discos duros (o unidades ópticas).
- Mayor velocidad de transferencia de datos.
- Tipo de cableado (mayor longitud y más fino).
- Tensiones de trabajo menores, menor consumo.
- No hay configuración master/slave (una unidad por puerto).
- Orden de arranque en el setup (boot sequence).
- Característica denominada hot swappable.
Estructura interna
Actuador: sistema de electroimanes que mueve la estructura de las cabezas entre el centro y el borde de los discos. Usa la fuerza de un electroimán empujado contra imanes fijos para mover las cabezas a través del disco. La controladora manda más corriente a través del electroimán para mover las cabezas cerca del borde del disco. En caso de una pérdida de potencia, un resorte mueve la cabeza nuevamente hacia el centro del disco, sobre una zona donde no se guardan datos.
Estructura lógica
- Cilindros: son una pila tridimensional de pistas verticales de los múltiples platos. El número de cilindros de un disco corresponde al número de posiciones diferentes en las cuales las cabezas de lectura/escritura pueden moverse.
- Pista: es la trayectoria circular trazada a través de la superficie circular del plato de un disco por la cabeza de lectura/escritura. Cada pista está formada por uno o más clústeres.
- Sector: es la unidad básica de almacenamiento de datos sobre discos duros. En la mayoría de los discos duros los sectores son de 512 bytes; cada 1, 4 sectores constituyen un clúster.
- Clúster: es un grupo de sectores que es la unidad más pequeña de almacenamiento reconocida por el sistema operativo. Normalmente 4 sectores de 512 bytes constituyen un clúster (racimo), y uno o más clústeres forman una pista.
Organización lógica
Sector de arranque
Al formatear un volumen, el sector de arranque se crea siempre como primer sector del volumen, para que sea fácil de localizar por el sistema operativo. En él se encuentra información acerca del tamaño y de la estructura del volumen y, sobre todo, del bootstrap-loader, mediante el cual se puede arrancar el PC desde el sistema operativo. A esta parte se la llama sector de arranque (boot).
Tabla de asignación de archivos (File Allocation Table, FAT)
Si el sistema operativo quiere crear nuevos archivos, o ampliar archivos existentes, debe saber qué sectores del volumen corresponden a espacios libres; esta información la toma la llamada FAT. Cada entrada a esta tabla se corresponde con un número determinado de sectores, que son adyacentes lógicamente en el volumen. Cada uno de estos grupos de sectores se llama clúster.
Directorio raíz
La cantidad máxima de entradas en el directorio raíz está limitada por su tamaño, que se fija en el sector de arranque. Dado que el directorio raíz representa una estructura de datos estática, que no crece si se guardan más o más archivos o subdirectorios, de ahí que, dependiendo del tamaño, bien un disco duro o bien de volumen, se selecciona el tamaño del directorio raíz en relación al volumen.
Zona de datos
Es la parte del disco duro en la que se almacenan los datos de un archivo. Esta zona depende en casi su totalidad de las interrelaciones entre las estructuras de datos que forman el sistema de archivos del sistema operativo, y del camino que se lleva desde la FAT hacia los diferentes sectores de un archivo.