Disc dur
De WikiLingua.net
El disc dur és un sistema d'enregistrament magnètic digital, és on en la majoria dels casos es troba emmagatzemat el sistema operatiu de la computadora. En aquest tipus de disc es troba dintre de la carcasa una sèrie de plats metàl·lics apilados girant a gran velocitat. Sobre aquests plats se situen els cabezales encarregats de llegir o escriure els impulsos magnètics. Hi ha distints estàndards a l'hora de comunicar un disc dur amb la computadora. Existeixen distints tipus d'interfaces les mes comunes són: Integrated Drive Electronics (IDE, també anomenat LLIGA) , SCSI generalment usat en servidors, SATA, aquest últim estandarizado en l'any 2004 i FC exclusiu per a servidors.
Tal com surt de fàbrica, el disc dur no pot ser utilitzat per un sistema operatiu. Abans hem de definir en ell un format de baix nivell, una o més particiones i després hem de donar-los un format que pugui ser entès pel nostre sistema.
També existeix un altre tipus de discos denominats d'estat sòlid que utilitzen cert tipus de memòries construïdes amb semiconductores per a emmagatzemar la informació. L'ús d'aquesta classe de discos generalment es limitava a les supercomputadoras, pel seu elevat preu, encara que avui dia ja es pot trobar en el mercat unitats molt més econòmiques de baixa capacitat (fins a 64 GB) per a l'ús en computadores personals (sobretot portàtils). Així, el caché de pista és una memòria d'estat sòlid, tipus memòria RAM, dintre d'un disc dur d'estat sòlid.
Taula de continguts |
[editar] Estructura física
Dintre d'un disc dur hi ha diversos plats (entre 2 i 4), que són discos (d'alumini o cristall) concéntricos i que giren tots alhora. El cabezal (dispositiu de lectura i escriptura) és un conjunt de braços alineats verticalment que es mouen cap a dintre o fora segons convingui, tots alhora. En la punta de dits braços estan els caps de lectura/escriptura, que gràcies al moviment del cabezal poden llegir tant zones interiors com exteriors del disc.
Cada plat té dues cares, i és necessària un cap de lectura/escriptura per a cada cara (no és un cap per plat, sinó una per cara). Si es mira l'esquema Cilindre-Cap-Sector (més a baix), a primera vista es veuen 4 braços, un per a cada plat. En realitat, cadascun dels braços és doble, i conté 2 caps: una per a llegir la cara superior del plat, i una altra per a llegir la cara inferior. Per tant, hi ha 8 caps per a llegir 4 plats. Els caps de lectura/escriptura mai toquen el disc, sinó que passen molt a prop (fins a a 3 nanómetros) o 3 milionèsimes de mil·límetre. Si alguna arriba a tocar-ho, causaria molts danys en el disc, rayándolo greument, a causa del ràpid que giren els plats (un de 7.200 revolucions per minut es mou a 120 km/h en la vora).
[editar] Adreçament
Hi ha diversos conceptes per a referir-se a zones del disc:
- Plat: Cadascun dels discos que hi ha dintre del disc dur.
- Cara: Cadascun dels dos costats d'un plat
- Cap: Nombre de cabezales;
- Pista: Una circunferencia dintre d'una cara; la pista 0 està en la vora exterior.
- Cilindre: Conjunt de diverses pistes; són totes les circunferencias que estan alineades verticalment (una de cada cara).
- Sector : Cadascuna de les divisions d'una pista. La grandària del sector no és fix, sent l'estàndard actual 512 bytes. Antigament el nombre de sectors per pista era fix, la qual cosa desaprofitava l'espai significativamente, ja que en les pistes exteriors poden emmagatzemar-se més sectors que en les interiors. Així, va aparèixer la tecnologia ZBR (enregistrament de bits per zones) que augmenta el nombre de sectors en les pistes exteriors, i usa més eficientemente el disc dur.
El primer sistema d'adreçament que es va usar va ser el CHS (cilindre-cap-sector), ja que amb aquests tres valors es pot situar una dada qualsevol del disc. Més avanci es va crear un altre sistema més senzill: LBA (adreçament lògic de blocs), que consisteix a dividir el disc sencer en sectors i assignar a cadascun un únic nombre. Aquest és el qual actualment s'usa.
Si parlem de disc rígid podem citar als distints tipus de connexió que posseeixen els mateixos amb la placa mare, és a dir poden ser SATA, IDE o SCSI.
IDE: Integrated Device Electronics, "Dispositiu amb electrònica integrada") o LLIGA (Advanced Technology Attachment), controla els dispositius d'emmagatzematge massiu de dades, com els discos durs i ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) Fins a fa bé poc, l'estàndard principal pel seu versatilidad i relació qualitat/preu.
SCSI: Són discos durs de gran capacitat d'emmagatzematge (des de 5 GB fins a 23 GB). Es presenten sota tres especificacions: SCSI Estàndard (Standard SCSI), SCSI Ràpid (Fast SCSI) i SCSI Ample-Ràpid (Fast-Wide SCSI). El seu temps mig d'accés pot arribar a 7 mseg i la seva velocitat de transmissió secuencial d'informació pot aconseguir teòricament els 5 Mbps en els discos SCSI Estàndards, els 10 Mbps en els discos SCSI Ràpids i els 20 Mbps en els discos SCSI Amples-Ràpids (SCSI-2).
Un controlador SCSI pot manejar fins a 7 discos durs SCSI (o 7 perifèrics SCSI) amb connexió tipus margarita (daisy-chain). A diferència dels discos IDE, poden treballar asincrónicamente en relació amb el microprocesador, el que els torna més ràpids.
SATA (Serial LLIGA): Nou estàndard de connexió que utilitza un bus seriï per a la transmissió de dades. Notablement més ràpid i eficient que IDE. En l'actualitat hi ha dues versions, SATA 1 de fins a 150 MB/s i SATA 2 de fins a 300 MB/s de velocitat de transferència.
[editar] Estructura lògica
Dintre del disc es troben:
- El Master Boot Record (en el sector d'arrencada), que conté la taula de particiones.
- Les particiones, necessàries per a poder col·locar els sistemes d'arxius.
[editar] Funcionament mecànic
Un disc dur sol tenir:
- Plats en on es graven les dades,
- Cabezal de lectura/escriptura,
- Motor que fa girar els plats,
- Electroimán que mou el cabezal,
- circuit electrònic de control, que inclou: interfaz amb la computadora, memòria caché,
- Bolsita desecante (gel de sílice) per a evitar la humitat,
- Caixa, que ha de protegir de la brutícia (encara que de vegades no està al buit)
- Tornillos, sovint especials.
[editar] Història
El primer disc dur 1956 va ser l'IBM 3501, amb una capacitat alta de concentrar els bytes de manera que la placa basi es converteix en alguna cosa més. Entre el primer disc dur, el Ramac I, introduït per IBM en 1956, i els minúsculs discos durs actuals, l'evolució ha estat fins a més dramàtica que en el cas de la densitat creixent dels transistores, governada per la llei de Moore.
El Ramac I pesava una tona i la seva capacitat era de 5 MB. Més gran que una nevera actual, aquest disc dur treballava encara amb vàlvules al buit i requeria una consola separada per al seu maneig.
El seu gran mèrit consistia en el qual el temps requerit per a l'accés a una dada no depenia de la ubicació física del mateix. En les cintes magnètiques, en canvi, per a trobar una informació donada, era necessari enrollar i desenrollar els carretes fins a trobar la dada buscada.
La tecnologia inicial aplicada als discos durs era relativament simple. Consistia en recubrir amb material magnètic un disc de metall que era formateado en pistes concéntricas, que després eren dividides en sectors. El cabezal magnètic codificaba informació al magnetizar diminutes seccions del disc dur, emprant un codi binario de «zeros» i «uns». Els bits o dígits binarios així gravats poden romandre intactes per anys. Originalmente, cada bit tenia una disposició horitzontal en la superfície magnètica del disc, però després es va descobrir com registrar la informació d'una manera més compacta.
El mèrit del francès Albert Fert i a l'alemany Peter Grunberg (ambdós premi Nobel de Física, per les seves contribucions en el camp de l'emmagatzematge magnètic) va ser el descobriment del fenomen conegut com magnetorresistencia gegant, va permetre construir cabezales de lectura i enregistrament més sensitivos, i compactar més els bits en la superfície del disc dur. D'aquests descobriments, realitzats en forma independent per aquests investigadors, es va desprendre un creixement vigoroso en la capacitat d'emmagatzematge en els discos durs, que es va elevar a 60% anual en la dècada de 1990.
En 1992, els discos durs de 3,5 polzades allotjaven 250 MB, mentre que 10 anys després havien superat els 40.000 MB o 40 gigabytes (GB). En l'actualitat, ja ens apropem a l'ús quotidià dels discos durs amb més d'un terabyte (TB) o milió de megabytes.
[editar] Característiques d'un disc dur
Les característiques que s'han de tenir en compte en un disc dur són:
- Temps mig d'accés: Temps mig que triga a situar-se l'agulla en el sector desitjat; és la suma del Temps mig de recerca i la Latencia.
- Temps mig de recerca (seek): És la meitat del temps que triga l'agulla a anar de la perifèria al centre del disc.
- Latencia: Temps que triga el disc a girar mitja volta, que equival al promedio del temps d'accés (temps mig d'accés). Una vegada que l'agulla del disc dur se situa en el cilindre el disc ha de girar fins que la dada se situï sota el cap; el temps en què això ocorre és, en promedio, el temps que triga el disc a donar mig gir; per aquest motiu la latencia és diferent a la velocitat de gir, però és aproximadament proporcional a aquesta.
- Temps d'accés màxim: Temps màxim que triga l'agulla a situar-se en el cilindre desitjat. És el doble del Temps mig d'accés.
- Temps pista a pista: Temps que triga a saltar de la pista actual a l'adjacent.
- Taxa de transferència: Velocitat a la qual pot transferir la informació a la computadora. Pot ser velocitat sostinguda o de bec.
- Caché de pista: És una memòria d'estat sòlid, tipus RAM, dintre del disc dur d'estat sòlid. Els discos durs d'estat sòlid utilitzen cert tipus de memòries construïdes amb semiconductores per a emmagatzemar la informació. L'ús d'aquesta classe de discos generalment es limita a les supercomputadoras, pel seu elevat preu.
- Interfaz: Mig de comunicació entre el disc dur i la computadora. Pot ser IDE/LLIGA, SCSI, SATA, USB, Firewire, SAS
- Velocitat de rotació: Nombre de revolucions per minut del\/dels plat/s. Exemple: 7200rpm.
- Landz: Zona sobre les quals aterren els caps una vegada apagada la computadora.
[editar] Present i Futur
Actualment la nova generació de discos durs utilitzen la tecnologia d'enregistrament perpendicular (PMR), la qual permet major densitat d'emmagatzematge. Tambien existeixen discos anomenats "Ecològics" (GP - Green Power), el cuales fan un ús més eficient de l'energia. S'està començant a observar que la Unitat d'estat sòlid és possible que acabi substituint al disc dur a llarg termini.
[editar] Fabricants
[editar] Vegi's també
[editar] Enllaços externs
Wikimedia Commons alberga contingut multimèdia sobre Disc dur.- http://www.youtube.com/watch?v=9eMWG3fwiEU Video d'un disc dur destapat i funcionant.
- El disc dur en el futur sera SSD, sense parts mecàniques
- Consells bàsics abans d'instal·lar un disc dur (espanyol)
- El disc dur per dintre (anglès)
- Video del seu funcionament. (anglès)
- Estructura en sectors del disc dur (anglès)
- Funcionament del disc dur (espanyol)
 |
El contingut d'aquesta pàgina és un esbós sobre maquinari. Ampliant-ho ajudaràs a millorar Wikipedia. Pots ajudar-te amb les wikipedias en altres llengües. |
