¿Cómo funciona un disco duro?

A lo largo de la carrera se explica el funcionamiento del ordenador, principalmente, y de algunos periféricos. Realmente, tras comprender la esencia, visto uno se sabe cómo son todos los demás.

Desde el punto de vista del ordenador, todos los periféricos son iguales. Básicamente disponen de tres canales de comunicación:

  • Dirección a la que se quiere acceder
  • Datos a leer y escribir
  • Control de la operación que se desea realizar (por ejemplo, leer o escribir)

Con esta interfaz da lo mismo que se acceda a la memoria, pantalla, disco duro, impresora o cámara de fotos: se indica la dirección y la operación a realizar y se ponen los datos o se leen. Esta interfaz es la que proporciona la controladora obteniendo independencia de acceso desde el punto de vista hardware.

Pero cada dispositivo es un mundo y no es lo mismo acceder a un disco duro que a una impresora. Por ejemplo, al escribir un 0 en cierta dirección del disco duro puede que se escriba el final de cierto fichero mientras que al escribirlo en la impresora le indicamos que se prepare para empezar a imprimir. Para lograr la misma independencia desde el punto de vista de las aplicaciones, los sistemas operativos incorporan fragmentos de código especial que “se entiende” con el dispositivo particular: el driver.

Uno de los dispositivos más interesantes por su utilidad son las controladoras de discos duros y disquetes (esas cosas más o menos cuadradas de colorines que están almacenando polvo en algún cajón).

Esquema de direccionamiento de un disco duro

Desde el punto de vista hardware, un disco duro es un conjunto de platos que giran sobre el mismo eje. Cada uno de los platos dispone de una cabeza lectora/escritora (una por cada cara) unidos a un único brazo que es capaz de moverse a lo largo de su radio. Todo este mecanismo queda oculto detrás de la controladora apropiada.

Para acceder al disco es necesario saber en qué parte de qué disco es de interés. La controladora es capaz de descomponer la dirección indicada para determinar:

  • La cabeza lectora/escritora, que determina el disco y la cara que debe leerse.
  • Cada cara está dividida en círculos concéntricos que se denominan pistas. El conjunto de pistas de todos los platos, independientemente de la cabeza que acceda a ellas, se denomina cilindro.
  • Cada pista a su vez se divide en sectores (cada sector es capaz de almacenar 512 bytes de información).

El mecanismo por tanto consiste en posicionar las cabezas (el brazo es único por lo que se mueven todas juntas) hasta la pista apropiada y esperar a que el giro del disco haga que los sectores deseados lleguen hasta la cabezas obteniendo sólo los datos de aquella/s que interesa. Para mejorar el tiempo de acceso suelen leerse varios sectores consecutivos o el mismo conjunto de sectores pero de distintas cabezas (cilindro). De esa forma se puede obtener simultáneamente con un único posicionamiento al menos 512 bytes de cada una de las caras (habitualmente 4-8, lo que significa 2-4 Kb de información en un movimiento).

Para finalizar una pequeña demostración de cómo funciona un disco duro real. Se puede ver el movimiento de las cabezas para realizar distintos tipos de lecturas y escrituras. A destacar la velocidad de giro y posicionamiento de las cabezas junto con el característico sonido de cualquier ordenador.

Aviso a navegantes: No hagas esto con un disco duro útil ya que es bastante probable que sufra daños irreparables ;-)

[ Publicado originalmente el 25 de agosto de 2006 ]
 
Vídeo:
Referencias:

22 comments

  1. matsuri · febrero 28, 2008

    Muchisimas gracias por el aporte

    me va a ser muy util…

    saludos~~~~~~

  2. Esteban Granados · febrero 28, 2008

    Gracias mi estimado, me servira mucho esta info. para una clase de sistemas operativos. Echale ganas Salu2!!, desde tlapa de conmonfort, Gro. Mex

  3. kareen · febrero 28, 2008

    Merci beaucoup!
    as echo k apruebe un trabajo para el colee :)

  4. pepepino · febrero 28, 2008

    esta chido me sacaste de un auro muchas gracias

  5. alan · febrero 28, 2008

    sos re kpo, sirvio mucho esta info. el tema q no lei el aviso a navegantes y lo probre al disco como en el video y ahora se me solto la auja. me quiero pegar un tiro en los huevos era de 320gb.

  6. cordobesa · febrero 28, 2008

    hola, mira no entiendo mucho de compus pero llegué a este sitio porq m imaginaba q el disco funcionaba con una especie de pua ya q m sucedió lo siguiente:
    después d una serie de pantallas azules por problemas de software es como q la compu qdo sensible y ahora he recuperado la configuracion d fabrica sigue c las blue screen por lo q deduzco q el problema ahora es de hardware. cuando se inicia la compu el disco gira pero a veces se sigue viendo en negro la pantalla y hace un ruido como q algo se cae peor no termina de enganchar repetidamente. yo pensé q era la pua… ¿puede ser eso?
    porq hablas d daños irreparables… y al vaguito dl video no le paso nada cuando hizo esa deostración o tiene mucha plata como para comprar otro disco?

    bueno, es todo

    saludos

    • Oscar · febrero 28, 2008

      Un disco no está pensado para funcionar de esta forma (abierto) por lo que no puede descartarse que el disco quede inservible. Posiblemente, el disco del vídeo sea viejo o ya estropeado, por lo que su avería no supone una gran pérdida.

      En cuanto al problema, puede ser que se trate del disco aunque si arranca el sistema es poco probable. Puede tratarse de un driver que ocasione problemas (instalado poco antes del inicio de los pantallazos), un fallo de algún módulo de memoria RAM o la tarjeta gráfica.

      Espero que ayude.

  7. fercho · febrero 28, 2008

    azu esta perfecto solo esto me faltaba pa mi clase muy bien asi con esto poder pasar con 10

  8. un pelao ay · febrero 28, 2008

    no me es util

  9. hh · febrero 28, 2008

    joooo

  10. TALIAAA · febrero 28, 2008

    WEE ME SIRVE ALGOO NO TOO ASI Q X FA PONGAN MASS NFOORRRMAIONNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN…………………………………………….

  11. TALIAAA · febrero 28, 2008

    INFORMAION

  12. TALIAAA · febrero 28, 2008

    ME ENKNTOOO

  13. Axnotl Iztac - Fc · febrero 28, 2008

    muy util!!! sankiu!!!!

  14. karen toledo rodriguez · febrero 28, 2008

    super bueno me sirvio artisimo

  15. Santiago · febrero 28, 2008

    Con los nuevos SSD no hay tanto movimiento.

    Buena info.

  16. pau · febrero 28, 2008

    Un disco duro externo 250 gb de capacidad es lo que busco

  17. Jorge Merlo · febrero 28, 2008

    Muy buen video; a mi siempre me sorprendió el funcionamiento de estos dispositivos tan importantes y que permitieron el desarrollo de la informática como la conocemos hoy.

    Otra página que encontré que detalla muy bien el funcionamiento de los discos duros para que cualquier principiante lo entienda es esta:

    http://www.youbioit.com/es/article/shared-information/5320/como-funcionan-los-discos-rigidos

    Siempre soñé que en mi país (Argentina) algún día hayan fábricas de tecnología electrónica que desarrollen aparatos tan complejos como los discos duros. Por suerte la industria electrónica en Argentina ahora viene en escalada constante y hay proyectos para la fabricación de componentes electrónicos complejos.

    Muchas gracias por el video y la info.

  18. NATALIA · febrero 28, 2008

    graxias por tu informacion me sirvio de muxoxoxoxox

  19. vanevalelau · febrero 28, 2008

    yupiiiiiii por fin lo encontré gracias :)

  20. reytzel chevez · febrero 28, 2008

    ey graxias me va a servir para el examen

  21. esther · febrero 28, 2008

    a mi no me a servido de na, por que no sale lo que yo quero

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