Discos Duros y Ópticos: Tipos, Funcionamiento y Características

Discos Duros: Componentes, Funcionamiento y Tipos

El disco duro (HDD, Hard Disk Drive) es un dispositivo de almacenamiento no volátil. Conserva la información almacenada incluso sin energía eléctrica. Utiliza un sistema de grabación magnética digital. En la mayoría de los casos, el sistema operativo de la computadora reside en el disco duro.

Tipos de Conexiones de Discos Duros

• IDE (Integrated Drive Electronics), también llamado ATA.
• SCSI (Small Computer System Interface): Generalmente usado en servidores.
• SATA (Serial ATA): Estandarizado en 2004.
• FC (Fibre Channel): Exclusivo para servidores.

Direccionamiento en Discos Duros

El direccionamiento se refiere a cómo se organiza y accede a la información en el disco. Se utilizan conceptos como:

• Plato: Cada uno de los discos físicos dentro del disco duro.
• Cara: Cada uno de los dos lados de un plato.
• Cabeza: El cabezal de lectura/escritura. Un disco duro puede tener múltiples cabezales.
• Pista: Una circunferencia dentro de una cara. La pista 0 está en el borde exterior.
• Cilindro: Conjunto de varias pistas, una por cada cara, alineadas verticalmente.
• Sector: Cada una de las divisiones de una pista. El tamaño estándar actual del sector es de 512 bytes.
• Clúster: Un grupo de sectores contiguos. Es la unidad mínima de almacenamiento que el sistema operativo puede manejar.

Componentes de un Disco Duro

Un disco duro típico consta de:

• Platos: Donde se graban los datos magnéticamente.
• Cabezal de lectura/escritura: Se mueve sobre los platos para leer y escribir datos.
• Motor: Hace girar los platos a alta velocidad.
• Electroimán: Mueve el cabezal con precisión.
• Circuito electrónico de control: Incluye la interfaz con la computadora y memoria caché.
• Bolsita desecante (gel de sílice): Absorbe la humedad.
• Caja: Protege los componentes internos del polvo y otros contaminantes (no siempre está al vacío).
• Tornillos: A menudo son tornillos especiales.

Características de los Discos Duros

• Tiempo medio de acceso: Tiempo promedio que tarda el cabezal en situarse en la pista y el sector deseados.
• Tiempo medio de búsqueda: La mitad del tiempo que tarda el cabezal en ir desde la pista más externa hasta la más interna.
• Latencia media: La mitad del tiempo que tarda el disco en completar una rotación.
• Velocidad de rotación: Revoluciones por minuto (RPM) de los platos. A mayor velocidad, menor latencia.
• Tasa de transferencia: Velocidad a la que se pueden transferir datos a la computadora.
• Caché de pistas: Memoria RAM dentro del disco duro para acelerar el acceso a datos frecuentes.
• Interfaz: Medio de comunicación entre el disco duro y la computadora (IDE/ATA, SCSI, SATA, USB, Firewire, SAS).
• Landz: Zona donde aterrizan los cabezales cuando se apaga la computadora.

Marcas de Discos Duros

Algunas marcas comunes de discos duros son: Western Digital, Seagate, Maxtor (ahora parte de Seagate), Samsung, Hitachi, Fujitsu, Quantum Corp (ahora parte de Western Digital), Toshiba.

Discos Ópticos: Funcionamiento y Tipos

Los discos ópticos (CD, DVD, Blu-ray) almacenan datos en una capa interna protegida. La información se lee mediante un rayo láser que detecta variaciones en las propiedades óptico-reflectivas de la superficie. Estas variaciones son el resultado del proceso de grabación.

Tecnologías de Grabación en Discos Ópticos

• Moldeado: Se utiliza un molde de níquel durante la fabricación (CD-ROM, DVD-ROM).
• Láser: Un haz láser modifica la superficie del disco (CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW).
• Láser y campo magnético: Combinación de láser y campo magnético (discos magneto-ópticos – MO). Estos son menos comunes.

Ventajas de los Discos Ópticos

• Removibles: Se pueden extraer y transportar fácilmente.
• Alta capacidad: Almacenan gran cantidad de datos en un espacio pequeño (mayor densidad que los discos duros tradicionales).
• Portabilidad: Fáciles de transportar.
• Seguridad: Los datos son menos susceptibles a campos magnéticos y, en general, más duraderos (si se cuidan adecuadamente).
• Bajo costo por byte: Especialmente en el caso de los CD-ROM producidos en masa.

Comparación de Tamaños de Pista (CD vs. DVD)

• CD-ROM: Ancho de pista: 1.6 µm (micrómetros), Largo de marca: 0.83 µm.
• DVD: Ancho de pista: 0.74 µm, Largo de marca: 0.4 µm.

La mayor capacidad de los DVD se debe, en parte, a que las pistas y marcas son más pequeñas, permitiendo almacenar más información en el mismo espacio físico.

Capacidades de Discos Ópticos (CD y DVD)

A continuación, se presenta una tabla comparativa de capacidades aproximadas (la capacidad real puede variar):

Nota: Las capacidades de audio y video son estimaciones y dependen de la tasa de bits y el formato de compresión utilizados.