Estructura Física del Disco Duro

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ESTRUCTURA FÍSICA DEL HDD
Los discos rígidos son el principal medio de almacenamiento masivo de información en las
computadoras. Por lo tanto, su importancia en el funcionamiento y desempeño de una PC, es muy
alta.
Un disco rígido observado desde el exterior, no revela
mucho de su funcionamiento interno. Esto se debe a que
los discos rígidos son unidades selladas, es decir que
todas sus partes mecánicas, y sus delicados componentes,
están encerrados en una caja metálica. Del otro lado,
podemos observar la presencia de una placa electrónica,
donde concurren las conexiones de energía e interfaz con
la PC.
No vemos los componentes mecánicos, porque por sus
características constructivas, no toleran la presencia de
humedad y mucho menos suciedad o humo del ambiente
exterior.
Vulgarmente nos referimos a este como disco rígido, para diferenciarlo de otros medios de
almacenamiento como los disquetes. Estos últimos, están construidos con una base plástica flexible,
mientras que las unidades que hoy estudiamos, contienen platos de una base metálica, generalmente
aluminio, recubiertas con una pintura ferromagnética.
Al destaparla observamos la existencia de
varios platos. El número de platos varía de
acuerdo a la capacidad, velocidad y diseño e
influye en la altura del dispositivo.
LOS BRAZOS Y CABEZAS DE
LECTURA/ESCRITURA
Podemos observar que hay un brazo
metálico, en cuyo extremo se encuentran
las cabezas de lectura/escritura.
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Por cada cara de cada plato hay por lo menos una cabeza de lectura/escritura. Es decir que los platos
son utilizados de ambas caras.
Cuando los platos están detenidos, las
cabezas descansan sobre un sector
denominado Zona de Aterrizaje. Pero
si la unidad recibe un golpe en pleno
funcionamiento, la vibración puede
dañar permanentemente a la pintura
magnética del plato o a la cabeza
misma, en consecuencia los datos
grabados en este.
Por eso las unidades de disco son muy frágiles, y deben ser siempre manejadas con mucho cuidado
por sobre todo cuando están en funcionamiento.
Cuando arranca a trabajar la unidad, los platos comienzan a girar, arrastrando el aire atrapado dentro
de la burbuja. Entonces las cabezas comienzan a volar sobre un fino colchón de aire que se forma
sobre la cara de cada uno de los platos.
Este colchón es tan delgado, que anda en el orden de una décima de milímetro. Cualquier impureza o
partícula del aire que respiramos diariamente, puede provocar un daño severo en la superficie del
plato y de la cabeza. Por esto la atmosfera de la burbuja esta sellada del exterior.
PLACA ELECTRÓNICA DE CONTROL
Todos los componentes internos que hemos visto, dependen de la placa electrónica, para coordinar
sus funciones.
El Motor de rotación por ejemplo, debe
girar a una velocidad fija y constante. Los
discos modernos de alta velocidad hacen
girar sus platos a más de 10.000
revoluciones por minuto.
Dentro de esta electrónica se encuentra la
memoria o Buffer del Disco Rígido, que
rondan entre los 4 a 32MB y funciona
como una memoria RAM pero dedicada
exclusivamente para el disco.
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DECLARACIÓN DE DISCO EN EL BIOS
El BIOS (Basic Input Output System – Sistema básico de entradas y salidas) es un conjunto de rutinas
(programas) encargadas de estandarizar la utilización de los periféricos instalados. Permiten que de un
solo modo, y de forma consistente, se pueda acceder a la disquetera, al disco rígido, a la interfaz de
video, al teclado, etc.
En equipos de vieja generación la instalación de periféricos IDE (Disco Rígidos, Lectoras CD, etc.),
debían ser declarados y configurados desde el BIOS primero, desde una ventana como la siguiente:
Actualmente los BIOS durante el arranque detectan y configuran todos los periféricos conectados sin
intervención necesaria de nuestra parte.
El BIOS es una capa de software intermediaria entre el sistema operativo y el hardware, que sirve para
“homogeneizar” la utilización de los periféricos instalados. Esta capa de software la desarrolla el
fabricante del equipo, quien conoce perfectamente los periféricos integrados que incluye.
Existe un programa específico, que se aloja en la memoria ROM, donde también está el BIOS, y sirve
para cargar los datos de configuración en la memoria NVRAM. Este programa, es el que conocemos
como SETUP.
Modos De Direccionamiento
Dentro del disco existe una forma de organizar y encontrar la información, se la denomina CHS
(Cilindro, Cabeza y Sector) es así como el BIOS reconoce y puede utilizar correctamente a un disco
rígido. El modo CHS lo utilizaron los BIOS desde un comienzo con un limitado manejo máximo de
información 500Mb hasta 8Gb, para utilizar discos de mayor capacidad se desarrolló el modo LBA
(Direccionamiento por Bloques Lógicos) este modo de direccionamiento no tiene límites
prácticamente.
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BIOS ACTUALIZABLE
En la actualidad, muchos
fabricantes de Motherboard
instalan el BIOS en una memoria
FLASH ROM, la cual puede
reprogramarse eléctricamente, sin
necesidad de cambiar el chip. Esto
facilita una eventual actualización
del contenido del SETUP / BIOS,
para soportar nuevos modelos de
procesadores, memorias, nuevos
periféricos, etc.
La actualización se realiza con un software de reprogramación de la FLASH ROM, y un archivo con el
nuevo contenido del BIOS. Ambos archivos y las instrucciones correspondientes se obtienen en
Internet, en el sitio WEB del fabricante del Motherboard.
La actualización del BIOS es un proceso totalmente crítico. Muchos Motherboard pueden quedar
inutilizados si se interrumpe la energía en el momento de la actualización, o si el nuevo BIOS que se
pretende instalar pertenece a otro modelo de Motherboard.
SECUENCIA DE ARRANQUE
Al encender la PC, el microprocesador comienza a tomar instrucciones desde uno de los programas
que residen en la ROM, y comprueba el buen funcionamiento de los componentes vitales del sistema.
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Otro programa que también reside en la memoria ROM, que usa los datos de la NVRAM es el auto
diagnóstico del arranque conocido como POST (Power On Self Test – Auto Prueba al encendido). Este
programa es el que comprueba el buen funcionamiento de las partes vitales del sistema cada vez que
arranca, basándose en la información declarada en la NVRAM.
Luego se carga el software principal que administrará a los recursos: el sistema operativo. Éste, debe
cargarse desde algún dispositivo de almacenamiento, como por ejemplo un disco rígido.
El orden de carga del Sistema Operativo es configurable desde el programa SETUP. No sólo en qué
orden debe hacerse, sino que también la posibilidad de carga desde otros dispositivos como unidades
USB, vía red, etc.
Mediante el Setup entonces, establecemos la secuencia de búsqueda del sistema operativo y la
almacenamos en la NVRAM.
Ante cualquier duda en el Setup hay una opción que se llama Load BIOS Default, con esto cargamos
los valores predeterminados con los que, en general, todo andará normalmente y de acuerdo a las
convenciones predeterminadas por el fabricante. Es altamente recomendable utilizar las opciones
sugeridas por fábrica, ya que la introducción de datos erróneos puede dejar al sistema en un estado
inestable.
PERIFÉRICOS INTEGRADOS
En los Motherboard actuales los puertos de comunicaciones y hasta las interfaces de video y audio
están incluidas. Lo que hará que aparezca un nuevo Menú para la configuración de los mismos, el
Integrated Peripherals (Periféricos Integrados). Así podremos configurar los puertos serial, paralelo,
interfaces de sonido y de tener video, cuánta RAM principal del sistema asignamos al área de video.
También se pueden habilitar o no, el controlador integrado, entre otras configuraciones.
Todas estas configuraciones se almacenan en una memoria estática tipo CMOS, que tiene muy bajo
consumo y por lo tanto con una pequeña batería se pueden mantener los datos por varios años. Esta
es la batería que los Motherboard traen incorporada.
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PARTICIONADO Y SISTEMAS DE ARCHIVOS
Preparación del disco rígido
Una vez finalizada la integración y configuración inicial de la máquina, es necesario avanzar en la
preparación del disco rígido para la instalación del software que administra los recursos.
Sistemas De Archivos
Los sistemas operativos son los encargados de administrar los recursos de una computadora. Uno de
esos recursos es el almacenamiento de información en medios perdurables, como por ejemplo discos
rígidos. Muchos son los sistemas de archivos que se han desarrollado a lo largo de los años, Microsoft
ha desarrollado distintos sistemas de archivos para sus sistemas operativos. Estos son:
• FAT12
• FAT16
• FAT32
• HPFS (en cooperación con IBM en el desarrollo del OS/2)
• NTFS4
• NTFS5
• NTFS5.1 (Actualmente usado)
El sistema de archivo FAT, ha sido desarrollado para unidades pequeñas, y en una época en que los
discos rígidos de PC eran tan grandes como de 5 Megabytes. Por ello tiene características de alto
rendimiento en unidades reducidas y con pocos archivos.
HPFS mejoró el rendimiento para unidades grandes, particularmente con muchos archivos;
Pero arrastró algunas limitaciones en el tamaño máximo permitido para los archivos.
NTFS es el sistema de archivos más moderno de Microsoft, y tiene características sobresalientes
en muchos aspectos, como son el alto rendimiento en unidades muy grandes, tolerancia a fallos,
restricción de acceso, cifrado de archivos, compresión en línea, etc.
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Particiones
Las unidades de almacenamiento muy pequeñas, como por
ejemplo los disquetes, pueden prepararse para trabajar con un
solo sistema de archivo: FAT12, ya que es el más eficiente con
respecto al rendimiento y aprovechamiento del espacio.
Además por ser de tan baja capacidad, no tiene sentido utilizar
más de un sistema de archivo. Pero los discos rígidos, por el
hecho de ser de gran capacidad, deben admitir la posibilidad de
coexistencia de varios sistemas de archivos en la unidad. Como
sería caótico mezclar distintas reglas de almacenamiento en un
mismo espacio físico, la capacidad total de la unidad se
fracciona en sub unidades denominadas particiones. Las
particiones son entonces divisiones lógicas (no físicas) del disco
rígido. Como los discos rígidos generalmente tienen más de un
plato en su interior, las particiones quedan determinadas por
un conjunto de cilindros consecutivos como muestra en la
figura.
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De este modo, en una partición la información puede estar almacenada en el formato NTFS, en otra
puede estar en el formato FAT32 y otra en HPFS; todas en la misma unidad y sin interferirse entre sí.
Tipos De Particiones
En una unidad de disco rígido se puede definir como máximo hasta cuatro particiones principales. Las
particiones pueden ser definidas como primarias o extendidas. Puede haber:
Las particiones primarias son aquellas que pueden lanzar el arranque de un sistema operativo (son
booteables).
Las particiones extendidas, son aquellas que admiten sub divisiones conocidas como unidades
lógicas, y no admiten la posibilidad de lanzar el arranque de un sistema operativo (no son booteables).
Estas Particiones Extendidas a su vez pueden tener sub particiones llamadas unidades lógicas, que
pueden alojar distintos sistemas de archivos. El objetivo principal de las particiones extendidas es
romper con la limitación de cuatro particiones principales en un disco.
La partición extendida puede subdividirse la cantidad de veces que se desee. En la siguiente figura se
esquematiza una subdivisión posible de una partición extendida.
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Tabla De Particiones Y MBR.
La subdivisión y utilización del espacio libre de un disco, se realiza mediante el uso de una herramienta
de particionado proporcionada por el fabricante de un sistema operativo, o por un tercero. Esta
herramienta guardará nuestro diseño de las particiones en una pequeña tabla localizada en el primer
sector disponible del disco rígido (Cilindro 0, Cabeza 0, Sector 1). Como sabemos, un sector de disco
que tiene 512 bytes de capacidad de almacenamiento. Este sector de 512 bytes se denomina Master
Boot Record (Registro maestro de arranque) o MBR.
Existen muchas herramientas
de manejo de discos y
particiones, entre ellas Active
Partition Manager como se ve
en la imagen. La mayoría de
estas tiene una interfaz
gráfica para usar desde
Windows y otra versión para
usar fuera de este o sea
desde el DOS, cuando el
entorno gráfico no está
disponible por algún
inconveniente.
Windows por su parte tiene sus propias herramientas de administración de Discos y Particiones, una
con interfaz gráfica y opciones básicas para preparar discos, formatearlos y crear particiones. También
dispone de una herramienta para usar desde DOS llamada DiskPart útil para trabajar en la consola de
recuperación de emergencia.
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Cuadro Sinóptico de Contenidos
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Fue un excelente Sistema Operativo, no es extraño verlo todavía instalado como
principal en equipos actuales, pero debido a su antigüedad carece del
aprovechamiento de recursos y procesadores modernos, por otro lado Microsoft
anunció para el 2014 el fin de sus actualizaciones, lo cual agrava sus ya presentes
vulnerabilidades de seguridad. Aun así con todo, sigue siendo la elección de muchos usuarios, en
especial aquellos con equipos de cierta antigüedad.
El Sistema Operativo por excelencia actualmente vigente en la mayoría de los
equipos por su gran consolidación y compatibilidad, y debido a su mayor tiempo y
desarrollo que Windows 8 sumado a un muy buen rendimiento sigue siendo la
elección de muchos usuarios actualmente.
Actualmente el sistema operativo más moderno de Microsoft y su mejor
apuesta ya que fue diseñado para usarse en computadoras de escritorio,
portátiles, Tablet y Celulares. Entre sus más sobresalientes características
podemos destacar un mejor aprovechamiento del Hardware, un inicio del sistema más veloz, la
integración de nuevas tecnologías, aplicaciones y redes sociales en una interfaz limpia, sencilla y
orientada a equipos y dispositivos con pantallas sensibles al tacto o Touch.
Requisitos Mínimos:
Windows XP
Procesador
Memoria RAM
Espacio en Disco
Dispositivo Gráfico
500MHz
128MB
2GB
Estándar
Windows 7
Windows 8
1GHz
1GHz
1GB (32bits) o 2GB (64bits)
1GB (32bits) o 2GB (64bits)
16GB (32 bits) o 20GB (64 bits) 16GB (32 bits) o 20GB (64 bits)
Soporte DirectX 9
Soporte DirectX 9
Es claro que mientras más y mejores recursos, la velocidad de respuesta y estabilidad del sistema será
mucho mejor, por ende es imprescindible saber bien que hardware necesitamos adquirir para
determinado Sistema Operativo.
Y desde luego el análisis no termina ahí, también es importante determinar los requisitos del usuario
final, el cual podría necesitar mayores recursos como es el caso de usuarios de programas potentes o
“pesados” como se los denomina.
El AutoCAD es un buen ejemplo de este tipo de programas, que especialmente diseñado para el sector
de Arquitectura y nos permite trabajar con gráficos y diseños en 3D; Desde luego todo esto aumenta
en gran medida los recursos que el sistema necesitará, puntualmente dicho programa precisa al
menos un procesador multinucleo de 1.7GHz, 4 GB de Memoria y una placa video aceleradora 3D con
memoria dedicada.
Es por eso que un previo análisis de necesidades será imprescindible para ofrecer el armado de un
equipo que cubra todas las necesidades de nuestros clientes.
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