INTRODUCCIÓN

En el presente blog se darán a conocer los discos duros IDE, se empezara definiendo esta pequeña sigla, luego daremos a conocer una pequeña reseña histórica en donde se pude comentar que el estándar IDE surgió a raíz de un encargo que la firma Compaq le hizo a la compañía Western Digital. Compaq necesitaba una controladora compatible con el estándar ST506, pero debido a la falta de espacio en el interior de los equipos a los que iba dirigida, ésta debía implementar la circuitería de control en el propio disco duro

DEFINICION

El disco duro IDE, es un dispositivo electromecánico que se encarga de almacenar y leer grandes volúmenes de información a altas velocidades por medio de pequeños electroimanes (también llamadas cabezas de lectura y escritura), sobre un disco cerámico recubierto de limadura magnética. Los discos cerámicos vienen montados sobre un eje que gira a altas velocidades. El interior del dispositivo está totalmente libre de aire y  de polvo, para evitar choques entre partículas y por ende, pérdida de datos, el disco permanece girando todo el tiempo que se encuentra encendido. Fue desarrollado y presentado por la empresa IBM® en el año de 1956. 

actualmente en el mercado contra los discos duros SATA II.

HISTORIA

La historia del disco duro se inicia en mayo de 1955 donde IBM lanzó el primer disco duro llamado RAMAC ("Acceso aleatorio con método de contabilidad y control").

Este disco duro era grande con tubos al alto vacío controlados electrónicamente ocupaba el espacio de dos refrigeradoras y pesaba como una tonelada, este disco duro podía almacenar 5 millones de caracteres en 50 pesados discos de aluminio cubiertos en ambos lados con hierro oxido. Con RAMAC y con los acontecimientos que pasaron en la época, llegó la explosión sensacional en la capacidad de almacenamiento y velocidades de acceso con una increíble reducción en tamaño.

La RAMAC y su disco duro fueron un momento de gran logro, factores como la geografía y el estado primitivo del transporte contribuyeron a su éxito.

El equipo de investigación de San José capitaneado por Reynold B. Johnson, quien después entrego su cargo a Louis Stevens a finales del año 1953, realizaba un proyecto a medias que después al meterse más en el proyecto empezaron a enviar señales de que RAMAC fuera eliminada dado a los problemas presupuestales que ocasionaba.

En enero de 1953, Johnson había decidido concentrar en discos los que muchos consideraron un error mecánico por que los discos mostraban un gran problema.

En febrero de 1954 el equipo de San José transfirió con éxito datos de tarjetas perforadas a los discos y viceversa, en noviembre del mismo año RAMAC se ganó la aprobación oficial del mando corporativo, donde IBM hizo su anuncio al público en mayo de 1955.

En Septiembre de 1956 caracterizó lo que seria conocido como la IBM 350 y parte del sistema IBM 305 la cual incluía un lector de tarjetas e impresoras.

En 1961 Alan F. Shugart toma bajo su control un proyecto llamado "Advaced Disc File" el cual como su pariente anterior RAMAC 350, almacenaba cincuenta discos de 24 pulgadas, por primera vez engranes deslizantes automáticos hacían posible que hubiera una cabeza por cada superficie del disco ósea ya no era necesario mover las cabezas de arriba abajo para alcanzar cada disco, este desarrollo eliminaba la necesidad de aire, mejoraba la densidad del área y el tiempo de acceso.

Luego Shugart fue despedido o renunció bueno eso no se sabe, fue reemplazado por Don Massaro; bajo su liderazgo la compañía lanzó al mercado en 1976 el primer disco blando de 5.25 pulgadas, unos cuantos años después. Xerox compró la compañía y la cerró en tres años.

En 1979 Alan Shugart junto con Finis Conner fundaron Shugart Technology, para evitar confusiones en las plataformas de envío se cambio el nombre a Seagate Technology justo antes de que Xerox mandara una carta para que cambien el Disco duro de IBM 64.5 MB (1979) nombre.

En 1973 IBM logra fabricar el primer disco duro herméticamente sellado el 3340, este disco duro fue diseñado para tener 30MB fijos y 30MB de de almacenamiento removible; se convirtió así en el lector Winchester y se caracterizaba por sus cabezas pequeñas, discos lubricados y ensamble sellado.

Cuatro son las compañías que dominan la fabricación de discos duros entre ellas están IBM, Seagate, Quantum y Western Digital, tres de estas dominaron en 1969, ISS, Data

Products y Memorex ya no están.

De acuerdo a Disk/Trend, una compañía de Mountain View California que se dedica a la investigación de la organización en la industria del disco, más de 230 fabricantes de discos duros se han retirado del negocio dejando para el año 1997 tan solo 22 fabricantes en la manufactura de discos duros. Jim Porter de Disk/Trend estimó que el disco de 3.5 pulgadas de máxima capacidad podrá almacenar 130GB para el año 2000 y con un costo de 2 centavos por MB.

CLASIFICACION

Clasificación del disco duro según su tecnología interna:


Disco duros magnéticos (HDD = hard disk drive)
Las unidades de disco duro se conocen también como discos rígidos. Utilizan uno o más discos giratorios y almacenan datos magnéticamente. Si utilizas una computadora de escritorio lo más probable es que esta tenga una unidad de disco duro HDD instalada internamente.



Discos en estado sólido (SDD = solid-state drive)
Unidades en estado sólido que no tienen partes mecánicas móviles, pero utilizan una memoria flash como la que se encuentra en las unidades USB. Las unidades en estado sólido son utilizadas en las computadoras portátiles modernas, regularmente son un poco más costosas.

Discos duros híbridos (HDD y SDD)
Los discos duros híbridos combinan la capacidad de un disco duro HDD con la velocidad de los discos SSD mediante la colocación de bandejas giratorias tradicionales y una pequeña cantidad de memoria flash de alta velocidad
Clasificación del disco duro según su Localización

Discos duros Internos

Los discos duros internos se encuentran físicamente dentro del computador, están conectados directamente a la tarjeta madre del equipo.

Discos duros Externos

Los discos duros externos se conectan al equipo mediante una conexión USB o SATA externa. Regularmente se utiliza un disco externo para guardar datos de respaldo o archivos que usas con poca frecuencia.

Clasificación del disco duro según su Tipo de interfaz

La interfaz indica el tipo de conexión que disco duro para conectarse con otros dispositivos o con la placa base del equipo.

IDE

 (Dispositivo electrónico integrado) es conocido también como ATA paralelo o PATA. Un ATA paralelo tiene un conector de 40 pines, jumper y un pin 4 patas para la energía.

SATA 
 proviene de ATA Serial, los discos duros SATA tienen físicamente la misma forma y tamaño que los discos IDE, se diferencian en el tipo de conectores que utilizan. Un duro SATA utiliza un cable de datos más delgado.

USB
La interfaz USB es generalmente utilizada para conectar discos duros externos. La interfaz USB es también utilizada para conectar el ratón, teclado, monitor, DVD externo, etc. que se conectan a través de un puerto USB.


PCIe
La interfaz PCIe permite conectar el disco duro utilizando un puerto PCI Express de la misma manera que se podría conectar una tarjeta interna.

COMPOSICIÓN MECÁNICA DE UN DISCO DURO:

El disco duro esta compuesto por varios discos o platos apilados distantes de una carcasa impermeable al aire y al polvo.

·         Piezas de un disco duro:

Como se puede apreciar en la figura un disco duro esta contenido de diferentes piezas que se van a mencionar a continuación:

·         Platos o discos donde se graban los datos.

·         El cabezal de lectura/escritura.

·         El impulsor de cabezal (motor).

·         Electroimán que es el que mueve el cabezal.

·         Un circuito electrónico de control lo cual contiene, la interfaz con el ordenador, memoria caché.

·         Una caja que protege al disco duro de la suciedad o polvo del medio.

·         Una bolsita desecante con lo cual se evita la humedad.

·         Tornillos que son especiales.

ESTRUCTURA FÍSICA DE UN DISCO DURO:

El disco duro esta compuesto por las siguientes estructuras:

Platos:

También llamados discos. Estos discos están elaborados de aluminio o vidrio recubiertos en su superficie por un material ferromagnético apilados alrededor de un eje que gira gracias a un motor, a una velocidad muy rápida. El diámetro de los platos oscila entre los 5cm y 13 cm.

Cabezal de lectura/escritura:

Es la parte del disco duro que lee y escribe los datos del disco. La mayoría de los discos duros incluyen una cabeza de lectura/escritura a cada lado del plato o disco, pero hay algunos discos de alto desempeño tienen dos o mas cabezas sobre cada que tienen dos o más cabezas sobre cada superficie esto de manera que cada cabeza atienda la mitad del disco reduciendo la distancia del desplazamiento radial.

Impulsor de Cabezal:

Es un motor que mueve los cabezales sobre el disco hasta llegar a la pista adecuada, donde esperan que los sectores correspondientes giren bajo ellos para ejecutar de manera efectiva la lectura/escritura.

Pistas:

La superficie de un disco esta dividida en unos elementos llamadas pistas concéntricas, donde se almacena la información. Las pistas están numeradas desde la parte exterior comenzando por el 0. Las cabezas se mueven entre la pista 0 a la pista más interna.

Cilindro:

Es el conjunto de pistas concéntricas de cada cara de cada plato, los cuales están situadas unas encima de las otras. Lo que se logra con esto es que la cabeza no tiene que moverse para poder acceder a las diferentes pistas de un mismo cilindro. Dado que las cabezas de lectura/escritura están alineadas unas con otras, la controladora de disco duro puede escribir en todas las pistas del cilindro sin mover el rotor. Cada pista esta formada por uno o más cluster.

Sector:

Las pistas están divididas en sectores, el número de sectores es variable. Un sector es la unidad básica de almacenamiento de datos sobre los discos duros. Los discos duros almacenan los datos en pedazos gruesos llamados sectores, la mayoría de los discos duros usan sectores de 512 bytes cada uno. Comúnmente es la controladora del disco duro quien determina el tamaño de un sector en el momento en que el disco es formateado, en cambio en algunos modelos de disco duro se permite especificar el tamaño de un sector.

             

ESTRUCTURA LÓGICA DE UN DISCO DURO:

La estructura lógica de un disco duro esta formado por:

·         Sector de arranque.

·         Espacio particionado.

·         Espacio sin particionar.

Sector de arranque: Es el primer sector de un disco duro en él se almacena la tabla de particiones y un programa pequeño llamado Master Boot. Este programa se encarga de leer la tabla de particiones y ceder el control al sector de arranque de la partición activa, en caso de que no existiese partición activa mostraría un mensaje de error.

Espacio particionado: 

Es el espacio del disco que ha sido asignado a alguna partición.

Espacio sin particionar:

 Es el espacio del disco que no ha sido asignado a ninguna partición.

FUNCIONAMIENTO DE UN DISCO DURO:

El funcionamiento de un disco duro se da de la siguiente manera:

1.-Primero cada superficie magnética de los discos tiene asignado uno de los cabezales de lectura/escritura de la unidad como se sabe según la geometría de disco hay un cabezal de lectura/escritura para cada cara del plato.

2.-El conjunto de cabezales se puede desplazar linealmente desde el exterior hasta el interior de la pila de platos o discos mediante un brazo mecánico que los transporta.

3.-Para que los cabezales tengan acceso a la totalidad de los datos es necesario que la pila de platos gire, este giro se va a realizar a una velocidad constante y no va a parar mientras esté encendido el computador.

3.1.-Para los discos flexibles el giro se produce solo cuando se este efectuando una operación de lectura/escritura, el resto del tiempo permanece en reposo como ocurre con los disquetes. En los CD-ROM ocurre algo similar pero la velocidad de giro no va a ser constante.

4.-Al realizar una operación de lectura en el disco duro se desplaza los cabezales de lectura/escritura hasta el lugar donde empiezan los datos, espera a que el primer dato que gira con los platos llegue al lugar donde están los cabezales y finalmente lee los datos con el cabezal correspondiente; para la operación de escritura en el disco duro es similar a la anterior.

A continuación se va a describir al detalle el desarrollo de una operación de lectura/escritura.

·         Cuando un software indique al sistema operativo a que deba leer o escribir en un archivo, el sistema operativo solicita que el controlador de disco rígido que traslade los cabezales de lectura/escritura a la tabla de asignación de archivos (FAT).

·         El sistema operativo lee la FAT para así determinar en que punto comienza un archivo en el disco o que partes del disco es el que están disponibles para guardar un nuevo archivo.

·         Los cabezales escriben datos en los platos al alinear partículas magnéticas sobre la superficie de estos.

·         Los cabezales leen datos al detectar las polaridades de las partículas que ya se han alineado.

·         Es posible guardar un solo archivo en partes diferentes sobre varios platos comenzando por una primera parte disponible que se pueda encontrar. Después que el sistema operativo escribe un nuevo archivo en el disco, se graba una lista de todas las partes del archivo en la FAT.

CARACTERISTICAS:

- Tiempo de acceso: Es el tiempo medio que tarda el disco duro en desplazar el cabezal hasta el lugar donde están los datos. Actualmente suele rondar los 8-10 ms para unidades IDE.

- Interfaz: Es importante conocer si el disco duro es Parallel ATA o Serial ATA y si utiliza el estándar ATA133, ATA100, etc. Actualmente no deberíamos comprar nada por debajo de ATA133 o SATA.

- Tamaño: Indica el máximo número de datos que nuestro disco duro podrá almacenar. Actualmente lo más pequeño que podemos encontrar ronda los 40-60 GB, aunque la mayoría tienen ya una capacidad de 80-120 GB. También es posible encontrar discos duros mayores, de hasta 160 GB, pero debido a su precio no suelen ser muy utilizados.

- Buffer: Es importante que nuestro disco duro incluya un buffer de 2 MB al menos (en caso de servidores esta cifra puede ascender hasta los 8 ó 16 MB), ya que ahí guarda los datos que más se utilizan para evitar tener que estar accediendo continuamente físicamente a los datos del disco duro y ofrecer así un mayor rendimiento.

- Velocidad de rotación: Los discos duros IDE actuales giran a unas 7200 rpm y es muy raro ver en el mercado de primera mano un disco duro que gire a menos velocidad.

Como hemos podido comprobar, el estándar IDE aún tiene mucho que decirnos con la nueva interfaz Serial ATA y, quizás en un futuro, supere las prestaciones de la interfaz SCSI por un precio muy inferior a ésta.

CONECTOR DE DATOS DEL DISCO DURO IDE

El conector que utiliza el disco duro IDE para transmitir y recibir los datos es de con 40 pines y es de forma rectangular.

Conector macho de 40 terminales para datos, montado en el propio disco duro IDE y también en la tarjeta principal ("Motherboard").  Cable de 40 terminales con conector hembra para datos, del disco duro IDE hacia la tarjeta principal ("Motherboard").  Las interfaces de los discos duros (IDE, SATA) IDE Integrated Drive Electronics · Diseñador: Western Digital en 1986 · Conectable en caliente no · Externo no · Ancho 16 bits · Ancho de banda: 16 MB/s originalmente, después 33, 66, 100, 133 y 166 MB/s · Max nº dispositivos: 2 (maestro/esclavo) · Protocolo: Paralelo · Cable: Cable de cinta plano de 40 hilos, posteriormente incrementado a 80 por seguridad. · Pines: 40 (factor forma 3.5) o 44 (factor forma 2.5).Ver enlaces externos Este conector conecta la tarjeta madre para salvar a los dispositivos informáticos, como un disquete o disco duro. Conector IDE en una placa base por lo general consta de dos, uno es el IDE primario y el otro es el IDE secundario. Primaria conector IDE de la placa base se conecta a la unidad de disco principal y el dispositivo maestro secundario. Mientras tanto, el conector IDE secundario está conectado generalmente con pirantipiranti CDROM para tal esclavo y el disco esclavo. ¿Cómo conectar una clavija con el cable? Fue muy fácil. IDE cable de cinta tiene un toque de rojo en un lado. Pele la marca roja, el cable rojo berstrip conectado en el pin número 1 de los conectores. Cuando el palo al revés, se une el dispositivo no será reconocido por el computer. Lo mismo ocurre con el cable que conecta el disquete con el pin en la placa base. Versiones Conexión de los dispositivos En el interfaz ATA se permite conectar dos dispositivos por BUS. Para ello, de los dos dispositivos, uno tiene que estar como esclavo y el otro como maestro para que lacontroladora sepa a qué dispositivo enviar los datos y de qué dispositivo recibirlos. El orden de los dispositivos será maestro, esclavo.. La configuración se realiza mediante jumpers. Por lo tanto, el dispositivo se puede conectar como: · Como Maestro ('Master'). Si es el único dispositivo en el cable, debe tener esta configuración, aunque a veces también funciona si está como esclavo. Si hay otro dispositivo, el otro debe estar como esclavo. · Como Esclavo ('Slave'). Funcionará conjuntamente con el maestro. Debe haber otro dispositivo que sea maestro. Configuración del Jumper La configuración del jumper es de vital importancia ya que determina el orden en el que el sistema debe acceder al dispositivo y por tanto, de forma indirecta, desde cuál debe efectuarse el arranque del sistema. Posición del jumper para que el disco sea reconocido como maestro Configuración del disco como esclavo, se retira el jumper Configuración cable select. El discmaestro será el que se conecte en el extremo del cable, y el esclavo el que se conecte en el medio CONCLUSIÓN