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Funcionamiento disco duro
Funcionamiento disco duro

Funcionamiento del disco duro

Siguiendo con nuestro artículo sobre disco duro, es hora de mirar un poco su funcionamiento y ver como hace su función. Par mucha gente, un disco duro es una especie de caja negra que  de alguna manera almacena datos. Por supuesto, no hay nada malo en pensar de esta manera mientras que sepas que efectivamente es donde se guardan los datos. Si usas tu disco duro como algo más que guardar cosas, puede que estés interesado en qué ocurre en su interior. Es difícil de entender realmente los factores que afectan el rendimiento y fiabilidad de este dispositivo sin saber como funciona internamente. Por suerte, la mayoría de los discos duros son básicamente iguales en su interior. Mientras que la tecnología evoluciona, muchos de los elementos básicos no han cambiado demasiado desde que salio el primer PC en los años ochenta.

Un disco duro usa unos discos redondos y planos llamados platos, recubiertos en ambos lados con un material especial diseñado para almacenar información en la forma de patrones magnéticos. Los platos son montados cortando un agujero en el centro y poniéndolos en un mecanismo de giro. Los platos  giran a alta velocidad movidos por un motor conectado al mecanismo de giro. Unos dispositivos electromagnéticos especiales de escritura/lectura llamados cabezales son montados en unos deslizadores, y son usados para grabar información en el disco o leerla. Los deslizadores se montan en unos brazos, los cuales están mecánicamente conectados a una única pieza y posicionados en la superficie del disco. Un panel lógico controla la actividad de los demás componentes y comunica con el resto del ordenador.


Cada superficie de cada plato en el disco puede tener cientos de billones de bits individuales de datos. Están organizados en “trozos” más grandes por comodidad y para permitir un acceso más fácil y cómodo a la información. Cada plato tiene dos cabezales, uno en la parte superior y otro en el fondo, por lo que un disco duro con tres platos tiene seis superficies y un total de seis cabezales. Cada plato tiene su información grabada en unos círculos concéntricos llamadas pistas. Cada pista es dividida en piezas más pequeñas llamadas sectores. Todo el disco duro debe ser fabricado con una alta precisión debido a lo pequeños que son los componentes y por la importancia del papel que tienen en el ordenador. La parte principal del disco es aislada del exterior para asegurarse de que no entren participas que puedan estropear los platos, lo cual a su vez podrían dañar los cabezales de escritura/lectura.

¿Qué ocurre cuando se tiene que leer información de un disco duro? Con un simple ejemplo lo veremos. Como se ha dicho, en la mayoría de los ordenadores los sectores no se leen individualmente, y se son agrupados en “trozos” continuos que se llaman clusters. Una tarea normal que podemos hacer, como cargar un archivo en un programa de lectura como Word, puede suponer miles de accesos individuales al disco. Su cargamos un archivo muy grande en un programa, suele tardar un poco, y es precisamente porque tiene que ir rellenando estos pequeños contenedores uno a uno, lo cual algunas veces lleva su tiempo.

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El primer paso en acceder al disco es saber donde buscar en el disco para la información que se necesita. Entre ellos, la aplicación el sistema operativo, el sistema de BIOS, y posiblemente cualquier controlador de software en el disco, hacen el trabajo de determinar qué parte del disco leer. La localización en el disco pasa por algunos otros pasos hasta que se puede hacer una petición con una dirección expresada en términos de geometría. La geometría en el disco es normalmente expresada en términos del cilindro, cabezal y sector que el sistema quiere que lea – Un cilindro es equivalente a una pista para el propósito de direccionamiento. Una petición es enviada al disco sobre su interfaz dándole la dirección y preguntando por el sector a ser leído.

El programa de control del disco duro primero verifica si la información pedida ya está en el caché interno. Si lo está, entonces el controlador suministra la información de forma inmediata sin tener que mirar en la superficie del propio disco. En muchos casos el disco ya está girando. Si no lo está, entonces el panel lógico de control activará el motor de giro para hacerlo girar a la velocidad de operación ideal para operar. El controlador del panel interpreta la dirección que recibe para su lectura, y realiza cualquier traducción adicional necesaria tener en cuenta cualquier característica particular del disco. El programa lógico del disco entonces lee el número final en la petición del cilindro. Este número le dice al disco la pista donde tiene que mirar en la superficie del disco. El panel le da instrucciones al dispositivo para mover los cabezales a la pista apropiada.

Cuando los cabezales están en la posición correcta, el controlador activa el cabezal especificado en la correcta localización de lectura. El cabezal empieza a leer la pista mirando en el sector que se había pedido anteriormente. Espera a que el disco gire al número de sector correcto y luego lee el contenido del sector.  El controlador del panel coordina el flujo de información desde el disco duro al área de almacenamiento temporal, conocido como buffer. Luego envía la información sobre el interfaz del disco duro, usualmente al sistema de memoria, dando al sistema los datos que ha pedido.

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