Ensamblar un Equipo de Computo
  Unidad de disco duro y flexible
 


 

             
            
    




Disco flexible

Este es un dispositivo de almacenamiento secundario, que permite realizar en forma sencilla el intercambio de información entre computadoras, así como la carga de nuevos programas en el disco rígido los discos flexibles fueron presentados a finales de los años 60´s por IBM para sustituir las tarjetas controladoras. Es blando y puede doblarse fácilmente de ahí el nombre de disco flexible. Los tamaños más conocidos son: el de 8", el de 5¼ " y el de 3½ ".
 
 
A continuación se examinaran cada uno de los componentes de los discos de 5¼ " y el de 3½ ".
 
Disquete de 5¼ "
Envoltura.- Esta es una cartulina negra, que le proporciona al disco la rigidez precisa para que pueda ser insertado en la unidad.
Abertura de Lect./Esc..- Le permite a la cabeza de lectura / escritura acceder a la superficie del disco para leer o escribir datos en el.
Eje del disco.- Este es una arandela de plástico reforzado que le permite a la unidad hacer girar el disco en su interior.
 
Orificio Indice.- Esta pequeña abertura le proporciona al controlador de disco un mecanismo de temporización que le permite conocer la posición del disco a cada momento.
Muesca protectora.- Determina si se puede o no escribir o no en el disco. Si la muesca se encuentra cubierta solo se podrá leer del disco.
 
Disquete 3½ ".
Chapa protectora.- Esta es una chapa metálica que impide que la abertura de lectura / escritura se encuentre expuesta como en los discos de 5¼ ". Al insertar el disco en la unidad ésta se encarga de desplazarla para así poder acceder a la superficie del disco.
 
Orificio de Giro.- le permite a la unidad hacer girar el disco.
 
Muesca de sector.- Le permite al controlador del disco conocer la posición de giro en cada instante.
 
Muesca de protección.- Esta es una pequeña pestaña que se encuentra en la esquina del disco, que sirve para activar o desactivar la protección contra escritura.
 
Pistas, sectores y capacidades
 
 Las pistas son círculos concéntricos invisibles, que comienzan en el borde exterior del disco y continúan hacia el centro sin tocarse jamás. Las pistas están enumeradas y se dividen en pequeños bloques denominados sectores que contienen 512 bytes cada uno. El número total de pistas y sectores va a depender del tipo de disco que se esté utilizando.
 
Cuando se introdujeron los discos flexibles solo podía utilizarse una cara del disco. Anteriormente los discos de 5¼ ", tenían una capacidad de 160 Kb y los de 3½ " de 720 Kb, pero conforme ha ido perfeccionándose la tecnología, se ha aumentado la capacidad de almacenamiento, gracias a la posibilidad de utilizar las dos caras del disco y del aumento en la densidad de grabación.
 
Conociéndose el número de pistas, sectores y bytes por sector es posible determinar la capacidad de almacenamiento mediante la siguiente fórmula:
 
 
Capacidad = (No. de caras)* (No. de pistas) * (No. de sectores) * (Cap. de sector)
 
En la siguiente tabla se establece una comparación de las características de los 4 tipos de discos flexibles más comunes.
discoflexible.gif (3842 bytes)
 
Almacenamiento de datos en discos flexibles
 
    Dentro de la unidad de disco, un motor hace girar el disco rápidamente, los datos se graban en las pistas de la superficie del disco en movimiento y se leen de esa superficie por medio de una cabeza de lect/esc.
La capacidad de almacenamiento de información en un disco depende de los bits por pulgada de pista y el número de pistas por pulgada radial.
 
 
Acceso a los datos en discos flexibles
 
El brazo de acceso mueve mueve la cabeza de lect/esc. Directamente a la pista que contiene los datos deseados sin leer otras pistas. Los fabricantes de unidades de disco utilizan o bien el método de sectores o bien el de cilindros para organizar y almacenar físicamente los datos en los discos.
 
Método de sectores.- Este método consiste en dividir la superficie del disco en segmentos invisibles cuya forma es similar a las rebanadas de un pastel, generalmente existen al menos 8 de estos segmentos en un disco.
    Antes de que una unidad de disco pueda tener acceso aun registro en un sector, el programa de la computadora debe proporcionar la dirección en disco del registro, esta dirección específica el número de pistas y sector.
 
La lectura de datos en un disco flexible se realiza de la siguiente manera:
    El brazo de acceso mueve la cabeza de lect./esc a la pista que se específica en la dirección del disco.
    El controlador de disco busca el agujero índice que marca el punto donde comienza el primer sector de una pista, la luz atraviesa el agujero una vez cada revolución para indicar su ubicación.
    Cuando se detecta el agujero índice, el controlador de disco comienza a leer los datos de la pista específica.
    Cuando el sector específico comienza a pasar bajo la cabeza de lect/esc el controlador empieza a transmitir datos a la unidad de proceso.
Método de cilindros.- Este método para organizar los datos en el disco se usa con los paquetes de discos removibles. Los brazos de accesos se mueven al unísono en dirección radial con respecto al paquete de discos.
    Antes de accesar a un registro, un programa de computadora debe proporcionar la dirección del registro, esta dirección consta del número de cilindros, el número de superficie y el número de registro.
 
 
Ubicación del espacio del disco.
 
Cuando se formatea un disco, el DOS lo divide en sectores lógicos para poder almacenar lo siguiente:
    Registro de arranque del DOS.
    Tabla de ubicación de archivos (FAT)
    Anotaciones sobre el directorio raíz
    Sectores de datos
    El registro de arranque siempre estará situado en la cara 0, pista 0, sector 1 en cualquier disco DOS:
La FAT se encarga de llevar un seguimiento de los sectores libres, ocupados y deteriorados del disco, la FAT siempre se localiza en el segundo y tercer sector del disco. Si la zona del disco que contiene la FAT llega a estropearse no se podrá accesar a ningún dato del disco, por esta razón el DOS coloca una segunda copia de la FAT en los sectores cuatro y cinco.
    Enseguida de la FAT de cada disco, el DOS reserva un espacio para las anotaciones de direcciones de los archivos en el directorio raíz
 
 
Formateo de discos flexibles.

Cada vez que se compra un disco, si éste no se encuentra formateado hay que procesarlo con FORMAT antes que pueda ser utilizado por el DOS. La orden Format juega un papel crítico en la preparación de los discos, ya que influye directamente sobre cada una de las anotaciones de una u otra forma.
La función primaria de format es la de colocar marcas identificativas en el medio de almacenamiento para cada uno de los sectores del disco.
En general simplemente examina cada sector del disco pista por pista y coloca una marca temporal junto a cada una.



DISCO DURO



Como su nombre lo dice, son sólidos, porque están construidos sobre un disco grueso de aluminio. Un disco duro posee un material magnético de mejor calidad para poder disponer de un mayor número de pistas y sectores por pista, además que sobre el montaje pueden tenerse uno, dos o más discos, cada uno con sus propias cabezas.
 
El disco duro se diferencia del disco flexible en que el primero normalmente está fijo en el computador y no es transportable. Cada disco de la unidad tiene sus dos lados recubiertos por una fina capa de óxido metálico sensible al magnetismo, usualmente cromo o níquel.
El proceso de lectura o escritura es el mismo que se mencionó para los discos flexibles.
 
 
Las principales partes que forman un disco son: Pistas o Tracks Sectores     Cada pista se subdivide en sectores; por ejemplo 9 sectores por pista o 15 sectores por pista en discos flexibles DD (doble densidad) y HD (alta densidad) respectivamente.

discoduro.gif (4073 bytes)

    Cilindro

 
Manejando cilindros se accede a los datos más rápidamente que manejando pistas individuales, ya que el sistema operativo puede grabar o leer mayor cantidad de información sin tener que mover la cabeza.
Cluster
 
    Entre mayor sea el "cluster" más se simplifica la administración del índice de los archivos del disco (FAT), pero también se desperdicia mas espacio cuando se manejan archivos pequeños. Por ejemplo, si se está grabando un archivo de 1800 bytes en un disquete de 1.2 MB, el número mínimo de bytes que el sistema operativo puede leer o escribir en este disco es de 512 (un sector), por lo cual, al archivo se le asignan 4 sectores desperdiciándose así 264 bytes.
 
En la tabla se puede ver la capacidad del cluster en los diferentes tipos de discos (bajo MS-DOS).
 
    Se le llama cilindro al conjunto de pistas a las que el sistema operativo puede acceder simultáneamente en cada posición de las cabezas. Si se trata de un disco flexible, cada cilindro consta de dos pistas, una por encima y otra por debajo del disco. En el caso de un disco duro que tenga dos platos, el cilindro consta de 4 pistas.       Es la longitud de la pista tomada como unidad de proceso en cada operación de lectura o de escritura en el disco, la cual equivale a la longitud de un sector en los discos flexibles o al conjunto de 4 u 8 sectores contiguos en los discos duros.
Capacidad del disco
Tamaño del disco
Sectores por cluster
Cap. del cluster
360K
5 &frac 14
2
1024 bytes
720K
3 &frac 14
2
1024 bytes
1.2M
5&frac 14
1
512 bytes
1.44M
3&frac 14
1
512 bytes
disco duro típico
 
4
8
2048 bytes
4096 bytes
 
 
 
Otros conceptos importantes referentes a los discos son:
 
 
Tiempo de acceso
      Se le llama al proceso mediante el cual se prepara el disco para ser utilizado. Durante el formateo se hacen las siguientes tares: se le marcan las pistas y sectores al disco, se le define la zona de directorio, se crean la FAT (File Allocation Table) y el registro de arranque y, eventualmente, se le graban los archivos del sistema operativo para el arranque del sistema. Existen dos tipos de formateo: el de bajo nivel y el lógico.
 
Formateo
      El de bajo nivel es un proceso físico que divide las pistas circulares en un número específico de sectores con capacidad para 528 bytes cada uno, de los cuales 512 son para datos y 16 para control del sistema. El comienzo de cada sector se indica mediante un código magnético de dirección, a continuación, sigue un código para encabezamiento del sector (Id), que contiene los números del cilindro, la cabeza y el sector respectivo. Los datos de información se graban en la porción central de cada sector. En la actualidad, teóricamente sólo es necesario el formateo de bajo nivel una sola vez, y se debe dejar como último recurso para arreglar un disco.
    El formateo lógico se hace para dotar al disco de un sistema de direcciones que permita leer y escribir datos en sectores definidos. El formateo lógico permite la recuperación de la información en caso de un formateo accidental, en cambio, el formateo de bajo nivel no.
      Es el índice del disco duro y especifica la ubicación y el tamaño de cada una de las particiones del disco. El sistema operativo puede manejar varias tablas de particiones lógicas.
 
Tabla de partición
      Consiste en dividir un disco duro en una o mas particiones lógicas que se comportan cada una como si fuesen un disco real e independiente del resto, a cada unidad se le identifica con una letra. Así, la unidad C es la partición primaria y D sería la partición extendida (si la hay).
 
Particiones del disco
Por medio del programa "FDISK" del DOS, en las PC-IBM se puede hacen las particiones del disco y además permite especificar cuál unidad es la de arranque del sistema.
      Este registro contiene las características relacionadas con el disco, como son: versión del sistema operativo, utilizada para el formateo; número de cabezas, número de bytes por sector, el número de sectores en el disco. Debido a que en los discos flexibles no hay particiones, el registro de arranque se localiza en el primer sector físico del disco. En el caso de un disco duro, el registro de arranque se localiza en el segundo sector de la pista cero, después de la tabla de partición. El registro de arranque es creado en el disco durante el formateo lógico de éste.
 
Registro de arranque (BOOT)
    Al encender el computador, una rutina de la ROM-BIOS busca el registro de arranque en las diferentes unidades de disco del sistema para poder iniciar su funcionamiento.
      Contiene la información acerca de cada sector del disco, indicándole al sistema operativo cuáles "Cluster" se encuentran ocupados, cuáles se encuentran disponibles y cuáles se encuentran averiados. Además, contiene el nombre del archivo al que le pertenecen los datos almacenados. La FAT está ubicada a continuación del registro de arranque.
 
La FAT (File Allocation Table)
    Otra información muy importante que contiene la FAT es la tabla donde se indican los sectores que conforman un archivo, pues al momento de grabar uno de éstos en el disco, es poco probable que quede ubicado en sectores consecutivos, a menos de que se trate de un disco vacío.
    Debido a que el tamaño de un sector es muy pequeño (512 bytes), el sistema operativo (en las PC) coloca en la FAT el número del "Cluster" en vez del número del sector, y como un cluster por lo general está formado por cuatro sectores, se simplifica el manejo de la FAT. Para cada "Cluster" del disco la FAT reserva dos bytes. Algunos de los valores que tener la FAT son: FFF, para indicar el último "Cluster del archivo"; FF7, para indicar que el "cluster" esta malo; 0, para indicar que el "Cluster" está disponible.
  Directorio raíz
 
    A continuación de la FAT esta localizado el directorio raíz, el cual se utiliza para almacenar informaciones como nombre del archivo, localización, número de "Cluster" que ocupa, hora y fecha de creación; toda esta información ocupa 32 bytes. A continuación del directorio raíz se encuentra el área de datos, que va hasta el último sector del disco, y es donde se guarda la diferente información de los archivos.
    Es el tiempo que transcurre desde el instante en que se envían los datos a un dispositivo de almacenamiento y el momento en que éste entrega o recibe los primeros caracteres. Como el microprocesador está enviando continuamente información al disco, lo ideal es que el tiempo de acceso sea mínimo. El tiempo de acceso típico de un disco duro es de 15 mSeg.
 
    son unas pistas concéntricas invisibles a lo largo de las cuales se graban los pulsos magnéticos. En otras palabras son los renglones del disco.
 
En la figura se muestra el esquema de un disco magnético:
 
  Copyright 2014 - Ensamble de un Equipo de Computo - Alma Yadira Esparza Montelongo  
 
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