MANTENIMIENTO II

Docente: Germán Fuentes

PRESANTADO POR:

Andrea Díaz

Anny Gamboa

Dayana Díaz

Laura Díaz

Leidy Gómez

Xiomara Santana

Instituto Liceo Moderno

Villavicencio

2012

DISCOS DUROS

Docente: German Fuentes

PRESANTADO POR:

Andrea Díaz

Anny Gamboa

Dayana Díaz

Laura Díaz

Leidy Gomez

Xiomara Santana

Instituto Liceo Moderno

Mantenimiento ll

Villavicencio

2012

GLOSARIO

BIOS: Acrónimo de Basic input - Output System. Son rutinas de software esenciales que prueban el hardware al iniciar la PC, inician el Sistema Operativo y soportan la transferencia de datos entre los diferentes componentes del hardware. La BIOS está almacenada en la ROM (read-only memory, memoria de solo lectura) de manera que es ejecutada cada vez que es encendida la PC.

Bit: Acrónimo de Binary Digit. Mínima unidad de medida en informática.

Bus: Conjunto de líneas conductoras especializadas del hardware de alta velocidad utilizadas en la transferencia de información entre las partes de una computadora. Son especializadas por el tipo diferente de información que llevan (datos, direcciones de memoria, señales de control, etc). El número de bits que pueden transmitir es equivalente al número de hilos dentro del bus (16 bits, 32 bits).

Byte: Reducción de término binario. Unidad de datos que contiene 8 bits. Puede representar un carácter simple como un número, una letra o un signo de puntuación.

CPU: Acrónimo de Central Procesor Units. Chip, microprocesador o circuito integrado diminuto que interpreta y ejecuta instrucciones, busca, decodifica y transfiere información de los recursos de una computadora a través del bus. Incluye en un circuito integrado más de un millón de transistores. Es por definición el cerebro de una computadora. En ocasiones el término se hace extensivo además del microprocesador a la memoria e incluso a la consola para distinguirlo de los dispositivos periféricos.

Disco compacto: Medio externo de almacenamiento físico de la información, de gran durabilidad y mayor capacidad de almacenaje que los disquetes y los discos Zips. Requiere de una unidad de CD-ROM. Ver medios de almacenamiento.

Disco duro (hard disk): Medio interno de almacenamiento físico de la información, actualmente de gran capacidad de almacenaje. Ver medios de almacenamiento.

OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERALES

Dar a conocer términos y conceptos desconocidos también se quiere con esto ampliar los conocimientos sobre los discos duros; teniendo en cuenta sus partes, funcionamiento y mantenimiento de ellos.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Dar a conocer términos y conceptos Información clave y de suma importancia sobre los discos

duros Explicación de sus funcionamiento y partes de los discos

duros

JUSTIFICACION

¿Por qué y para que se realiza este trabajo?

Este trabajo se realiza con el fin de ampliar los conocimientos, ya que hoy en día todo se basa en la tecnología y en las partes de los procesadores.

Para mas adelante poder ejercer una profesión como técnicos en sistemas y cada día mejorar en conocimientos y ser grandes profesionales.

HISTORIA

El primer disco duro, aparecido en 1956, fue el Ramac I, presentado con la computadora IBM 350: pesaba una tonelada y su capacidad era de 5 MB. Más grande que una nevera actual, este disco duro trabajaba todavía con válvulas de vacío y requería una consola separada para su manejo.

La tecnología inicial aplicada a los discos duros era relativamente simple. Consistía en recubrir con material magnético un disco de metal que era formateado en pistas concéntricas, que luego eran divididas en sectores. El cabezal magnético codificaba información al magnetizar diminutas secciones del disco duro, empleando un código binario de «ceros» y «unos». Los bits o dígitos binarios así grabados pueden permanecer intactos años. Originalmente, cada bit tenía una disposición horizontal en la superficie magnética del disco, pero luego se descubrió cómo registrar la información de una manera más compacta.

El mérito del francés Albert Fert y al alemán Peter Grünberg (ambos premio Nobel de Física por sus contribuciones en el campo del almacenamiento magnético) fue el descubrimiento del fenómeno conocido como magnetorresistencia gigante, que permitió construir cabezales de lectura y grabación más sensibles, y compactar más los bits en la superficie del disco duro. De estos descubrimientos, realizados en forma independiente por estos investigadores, se desprendió un crecimiento espectacular en la capacidad de almacenamiento en los discos duros, que se elevó un 60% anual en la década de 1990.

En 1992, los discos duros de 3,5 pulgadas alojaban 250 Megabytes, mientras que 10 años después habían superado 40 Gigabytes (40000 Megabytes). En la actualidad, ya contamos en el uso cotidiano con discos duros de más de 3 terabytes (TB), (3000000 Megabytes)

En 2005 los primeros teléfonos móviles que incluían discos duros fueron presentados por Samsung y Nokia, aunque no tuvieron mucho éxito ya que las memorias flash los acabaron desplazando, sobre todo por asuntos de fragilidad y superioridad.

CARACTERÍSTICAS DE UN DISCO DURO

Tiempo medio de acceso: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista y el sector deseado

Tiempo medio de búsqueda: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista deseada; es la mitad del tiempo empleado por la aguja en ir desde la pista más periférica hasta la más central del disco.

Tiempo de lectura/escritura: Tiempo medio que tarda el disco en leer o escribir nueva información: Depende de la cantidad de información que se quiere leer o escribir, el tamaño de bloque, el número de cabezales, el tiempo por vuelta y la cantidad de sectores por pista.

Latencia media: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en el sector deseado; es la mitad del tiempo empleado en una rotación completa del disco.

Velocidad de rotación: Revoluciones por minuto de los platos. A mayor velocidad de rotación, menor latencia media.

Tasa de transferencia: Velocidad a la que puede transferir la información a la computadora una vez la aguja está situada en la pista y sector correctos. Puede ser velocidad sostenida o de pico.

DEFINICIÓN DE DISCO DUROEl Disco Duro es un dispositivo magnético que almacena todos los programas y datos de la computadora.Su capacidad de almacenamiento se mide en gigabytes (GB) y es mayor que la de un disquete (disco flexible).Suelen estar integrados en la placa base donde se pueden conectar más de uno, aunque también hay discos duros externos que se conectan al PC mediante un conector USB.

Un disco duro (del inglés hard disk (HD)) es un disco magnético en el que puedes almacenar datos de ordenador. El disco duro es la parte de tu ordenador que contiene la información electrónica y donde se almacenan todos los programas (software). Es uno de los componentes del hardware más importantes dentro de tu PC.

El término duro se utiliza para diferenciarlo del disco flexible o disquete

(floppy en inglés). Los discos duros pueden almacenar muchos más datos y

son más rápidos que los disquetes. Por ejemplo, un disco duro puede llegar

a almacenar más de 100 gigabytes, mientras que la mayoría de los disquetes

tienen una memoria máxima de 1.4 megabytes.

¿Qué es un Hard Disk Drive o HDD?

Un hard disk drive (HDD) es el mecanismo que lee y escribe datos en un disco duro. Los hard disk drives (HDDs) para PC generalmente tienen tiempos de búsqueda de unos 12 milisegundos o menos aunque muchos mejoran su funcionamiento con una técnica llamada caching.Hay varios estándares de interfaz para pasar datos entre un disco duro y un ordenador, los más comunes son el IDE y el SCSI.

TIPOS DE CONEXIÓN

IDE: Integrated Drive Electronics ("Dispositivo electrónico integrado") o ATA

control a los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los

discos duros y ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface)

Hasta aproximadamente el 2004, el estándar principal por su versatilidad y

asequibilidad. Son planos, anchos y alargados.

SCSI: Son interfaces preparadas para discos duros de gran capacidad de

almacenamiento y velocidad de rotación. Se presentan bajo tres

especificaciones: SCSI Estándar (Standard SCSI), SCSI Rápido (Fast SCSI)

y SCSI Ancho-Rápido (Fast-Wide SCSI). Su tiempo medio de acceso puede

llegar a 7 milisegundos y su velocidad de transmisión secuencial de

información puede alcanzar teóricamente los 5 Mbps en los discos SCSI

Estándares, los 10 Mbps en los discos SCSI Rápidos y los 20 Mbps en los

discos SCSI Anchos-Rápidos (SCSI-2).

SATA (Serial ATA): El más novedoso de los estándares de conexión, utiliza un bus serie para la transmisión de datos. Notablemente más rápido y eficiente que IDE. Existen tres versiones, SATA 1 con velocidad de transferencia de hasta 150 MB/s (hoy día descatalogado), SATA 2 de hasta 300 MB/s, el más extendido en la actualidad; y por último SATA 3 de hasta 600 MB/s el cual se está empezando a hacer hueco en el mercado. Físicamente es mucho más pequeño y cómodo que los IDE, además de permitir conexión en caliente.

SAS (Serial Attached SCSI): Interfaz de transferencia de datos en serie, sucesor del SCSI paralelo, aunque sigue utilizando comandos SCSI para interaccionar con los dispositivos SAS. Aumenta la velocidad y permite la conexión y desconexión en caliente. Una de las principales características es que aumenta la velocidad de transferencia al aumentar el número de dispositivos conectados, es decir, puede gestionar una tasa de transferencia constante para cada dispositivo conectado, además de terminar con la limitación de 16 dispositivos existente en SCSI, es por ello que se vaticina que la tecnología SAS irá reemplazando a su predecesora SCSI.

FUNCIÓN DE UN DISCO DURO

Un disco duro es un dispositivo que permite el almacenamiento y recuperación de grandes cantidades de información. Los discos duros forman el principal elemento de la memoria secundaria de un ordenador, llamada así en oposición a la memoria principal o memoria RAM (Random Access Memory, memoria de acceso aleatorio).

Tanto los discos duros como la memoria principal son memorias de trabajo (varían su contenido en una sesión con el ordenador). Sin embargo, presentan importantes diferencias: la memoria principal es volátil (su contenido se borra al apagar el ordenador), muy rápida (ya que se trata de componentes electrónicos) pero de capacidad reducida. La memoria secundaria, en cambio, es no volátil, menos rápida (componentes mecánicos) y de gran capacidad. La memoria principal contiene los datos utilizados en cada momento por el ordenador pero debe recurrir a la memoria secundaria cuando necesite recuperar nuevos datos o almacenar de forma permanente los que hayan variado.

Presente y futuro: Actualmente la nueva generación de discos duros utiliza la tecnología de grabación perpendicular (PMR), la cual permite mayor densidad de almacenamiento. También existen discos llamados "Ecológicos" (GP - Green Power), los cuales hacen un uso más eficiente de la energía.

ESTRUTURA FISICA DE UN DISCO DURO

Dentro de un disco duro hay uno o varios discos (de aluminio o cristal) concéntricos llamados platos(normalmente entre 2 y 4, aunque pueden ser hasta 6 ó 7 según el modelo), y que giran todos a la vez sobre el mismo eje, al que están unidos. El cabezal (dispositivo de lectura y escritura) está formado por un conjunto de brazos paralelos a los platos, alineados verticalmente y que también se desplazan de forma simultánea, en cuya punta están las cabezas de lectura/escritura. Por norma general hay una cabeza de lectura/escritura para cada superficie de cada plato. Los cabezales pueden moverse hacia el interior o el exterior de los platos, lo cual combinado con la rotación de los mismos permite que los cabezales puedan alcanzar cualquier posición de la superficie de los platos

Cada plato posee dos ojos, y es necesaria una cabeza de lectura/escritura para cada cara. Si se observa el esquema Cilindro-Cabeza-Sector de más abajo, a primera vista se ven 4 brazos, uno para cada plato. En realidad, cada uno de los brazos es doble, y contiene 2 cabezas: una para leer la cara superior del plato, y otra para leer la cara inferior. Por tanto, hay 8 cabezas para leer 4 platos, aunque por cuestiones comerciales, no siempre se usan todas las caras de los discos y existen discos duros con un número impar de cabezas, o con cabezas deshabilitadas. Las cabezas de lectura/escritura nunca tocan el disco, sino que pasan muy cerca (hasta a 3 nanómetros), debido a una finísima película de aire que se forma entre éstas y los platos cuando éstos giran (algunos discos incluyen un sistema que impide que los cabezales pasen por encima de los platos hasta que alcancen una velocidad de giro que garantice la formación de esta película). Si alguna de las cabezas llega a tocar una superficie de un plato, causaría muchos daños en él, rayándolo gravemente, debido a lo rápido que giran los platos (uno de 7.200 revoluciones por minuto se mueve a 129 km/h en el borde de un disco de 3,5 pulgadas).

Un disco duro forma una caja herméticamente cerrada que contiene dos elementos no intercambiables: la unidad de lectura y escritura y el disco como tal.

La unidad es un conjunto de componentes electrónicos y mecánicos que hacen posible el almacenamiento y recuperación de los datos en el disco.

El disco es, en realidad, una pila de discos, llamados platos, que almacenan información magnéticamente. Cada uno de los platos tiene dos superficies magnéticas: la superior y la inferior. Estas superficies magnéticas están formadas por millones de pequeños elementos capaces de ser magnetizados positiva o negativamente. De esta manera, se representan los dos posibles valores que forman un bit de información (un cero o un uno). Ocho bits contiguos constituyen un byte (un carácter).

ESTRUCTURA LÓGICA DE UN DISCO DURO

La estructura lógica de un disco duro está formada por:

El sector de arranque (Master Boot Record) Espacio particionado Espacio sin particionar

El sector de arranque es el primer sector de todo disco duro (cabeza 0, cilindro 0, sector 1). En él se almacena la tabla de particiones y un pequeño programa máster de inicialización, llamado también Máster Boot. Este programa es el encargado de leer la tabla de particiones y ceder el control al sector de arranque de la partición activa. Si no existiese partición activa, mostraría un mensaje de error.

El espacio particionado es el espacio del disco que ha sido asignado a alguna partición. El espacio no particionado, es espacio no accesible del disco ya que todavía no ha sido asignado a ninguna partición. A continuación se muestra un ejemplo de un disco duro con espacio particionado (2 particiones primarias y 2 lógicas) y espacio todavía sin particionar.fc

FUNCIONAMIENTO DE UNA UNIDAD DE DISCO DURO

Veamos cuáles son los mecanismos que permiten a la unidad acceder a la totalidad de los datos almacenados en los platos.

En primer lugar, cada superficie magnética tiene asignado uno de los cabezales de lectura/escritura de la unidad. Por tanto, habrá tantos cabezales como caras tenga el disco duro y, como cada plato tiene dos caras, este número equivale al doble de platos de la pila. El conjunto de cabezales se puede desplazar linealmente desde el exterior hasta el interior de la pila de platos mediante un brazo mecánico que los transporta. Por

último, para que los cabezales tengan acceso a la totalidad de los datos, es necesario que la pila de discos gire. Este giro se realiza a velocidad constante y no cesa mientras esté encendido el ordenador. En cambio, en los discos flexibles sólo se produce el giro mientras se está efectuando alguna operación de lectura o escritura. El resto del tiempo, la disquetera permanece en reposo. Con las unidades de CD-ROM ocurre algo similar, sin embargo en este caso la velocidad de giro no es constante y depende de la distancia al centro del dato que se esté leyendo

Trabajar con dos o más discos duros

Cuando se trabaja con varios discos duros sólo el primero de ellos es arrancable. De todas maneras, algunas BIOS permiten intercambiar los discos duros primero y segundo (en estos casos, el segundo se comportaría como si fuera el primero y el primero como el segundo).

El ordenador arrancará desde la partición activa del primer disco duro y no se tendrá en cuenta cuál es la partición activa en el resto de los discos duros. Estos discos duros normalmente se utilizan para almacenar programas, datos e incluso alguno de los sistemas operativos que lo permiten (como Windows NT, Linux u OS/2). No debemos olvidar los problemas que se pueden producir al incorporar un nuevo disco duro a nuestro ordenador con las letras de unidad. Para evitar el menor número posible de cambios, es preferible utilizar particiones lógicas en el resto de discos duros (ya que se colocan al final de la lista de unidades aunque, eso sí, antes de la correspondiente al CD-ROM)

INSTALACIÓN DE UN DISCO DURO

Instalación física

Las actuales placas base llevan incorporada una controladora para cuatro discos duros. La conexión de los discos duros a la placa base se realiza mediante dos cables planos iguales: IDE0 (primario) e IDE1 (secundario). Cada uno de estos cables tiene una conexión de 40 pines a la placa base y dos conexiones más de 40 pines para sendos discos duros. De esta manera, el máximo número posible de discos duros IDE en un ordenador es de 4: dos en el IDE0 y otros dos en el IDE1. Y esto es considerando que no se conectan otros dispositivos a los mismos cables, ya que las unidades de CD-ROM, grabadoras, unidades de cinta, unidades ZIP y unidades LS-120, por citar algunos ejemplos, se conectan igualmente a los cables IDE.

Debido a que lo normal en los ordenadores actuales es que vengan únicamente con un disco duro y una unidad de CD-ROM, no se suele utilizar el IDE1 y, en consecuencia, no se suministra el segundo cable. Por otro lado, algunos ordenadores incorporan cables para un solo dispositivo, que deberemos reemplazar si deseamos conectar dos. Entonces, para conseguir el mayor número posible de dispositivos conectados a la placa base necesitaremos dos cables IDE de dos dispositivos.

Cuando se conectan dos dispositivos a un mismo cable, uno de ellos se ha de comportar como dueño (master) y el otro como esclavo (slave). El dispositivo dueño se sitúa en el extremo del cable y el esclavo, en la parte central (el cable parte de la placa base). Cuando solamente hay un dispositivo en un cable, éste debe situarse en la parte final, quedando la conexión central libre.

El dispositivo principal debe situarse en el IDE0 master. Un segundo dispositivo podrá ir, bien en el IDE0 slave o bien, en el IDE1 master. Un tercero igualmente podrá ir en el IDE0 slave o en IDE1 slave, si el IDE1 master ya estaba utilizado. La norma es no utilizar la conexión esclavo antes que la conexión dueño.

Instalación lógica

Llegados a este punto, ya podemos encender el ordenador. Si no arrancase (pantalla negra), deberemos revisar las conexiones y puentes del apartado anterior.

Aunque algunas BIOS presentan detección automática de discos duros al arrancar, vamos a proceder a la instalación de los discos duros mediante el programa de configuración (Setup) del ordenador. Este paso es necesario para que la BIOS del ordenador reconozca los discos duros que tiene instalados. Entramos en el Setup de la manera indicada en el manual del ordenador (normalmente pulsando la teclaSuprimir al chequear la memoria, después de encender el ordenador). En el menú del Setup, buscamos una opción para autodetectar discos duros. Si no existiese, deberemos inscribir los discos duros en la BIOS de forma manual, según los datos proporcionados por el fabricante: cilindros, cabezas y sectores. Para cada disco duro tenemos que elegir el modo en el cual va a trabajar (normal, LBA, large...). La opción recomendada para discos duros menores de 528 MB es normal y para el resto, LBA. Sin embargo, discutiremos sobre este punto más adelante. Una vez comprobados los valores, salimos del Setupguardando los cambios. Si se presentase algún error o no se

reconociese algún disco duro, deberemos repasar tanto las conexiones y puentes del apartado anterior como la configuración de la BIOS.

La instalación lógica como tal del disco duro en el ordenador ha terminado. El siguiente paso consiste en particionar el disco duro y configurar cada una de las particiones para un sistema de archivos concreto.

CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO

Es la velocidad a la que gira el disco duro, más exactamente, la velocidad a la que giran el/los platos del disco, que es donde se almacenan magnéticamente los datos. La regla es: a mayor velocidad de rotación, más alta será la transferencia de datos, pero también mayor será el ruido y mayor será el calor generado por el disco duro. Se mide en número revoluciones por minuto ( RPM). No debe comprarse un disco duro IDE de menos de 5400RPM (ya hay discos IDE de 7200RPM), a menos que te lo den a un muy buen precio, ni un disco SCSI de menos de 7200RPM (los hay de 10.000RPM). Una velocidad de 5400RPM permitirá una transferencia entre 10MB y 16MB por segundo con los datos que están en la parte exterior del cilindro o plato, algo menos en el interior

Memoria CACHE (Tamaño del BUFFER)

Normalmente se mide en Mbits/segundo, y hoy en día, en un disco de 5400RPM, un valor habitual es 100Mbits/s, que equivale a 10MB/s.

La mayoría de los discos duros en los computadores personales son de tecnología IDE (Integrated Drive Electronics), que viene en lastarjetas controladoras y en todas las tarjetas madres (motherboard) de los equipos nuevos. Estas últimas reconocen automáticamente (autodetect) los discos duros que se le coloquen, hasta un tamaño de 2.1 gigabytes.

La tecnología IDE de los discos duros actuales ha sido mejorada y se le conoce como Enhaced IDE(EIDE), permitiendo mayor transferencia de datos en menor tiempo. Algunos fabricantes la denominanFast ATA-2. Estos discos duros son más rápidos y su capacidad de almacenamiento supera un gigabyte. Un megabyte (MB) corresponde aproximadamente a un millón de caracteres y un gigabyte (GB) tiene alrededor de mil megabytes. Los nuevos equipos traen como norma discos duros de 1.2 gigabytes.

Las motherboards anteriores con procesadores 386, y las primeras de los 486, reconocen solo dos discos duros, con capacidad hasta de 528 megabytes cada uno y no tienen detección automática de los discos. Para que estasmotherboards reconozcan discos duros de mayor capacidad,

debe usarse un programa (disk manager) que las engaña, haciéndoles creer que son de 528 megabytes.

MANTENIMIENTO DE UN DISCO DURO

Mantenimiento del disco duro(hardware)

El disco duro no se debe destapar. Su mantenimiento consiste sólo en limpiar con mucho cuidado la parte exterior y las tarjetas. También se deben ajustar bien sus conectares tanto el de alimentación como el de datos.

Mantenimiento del disco duro (software)

Un buen mantenimiento de éste forma se debe realizar periódica, procurando que la información se encuentre lo menos fragmentada posible. Con ellos no es que las cabezas vayan a efectuar menos operaciones de lectura/escritura (que van a hacer las mismas), sino que los desplazamientos de las cabezas van a ser menos bruscos y menos amplios. Esto va a afectar sobre todo al rendimiento del disco duro y de paso también en su conservación, ya que movimientos menos bruscos y amplios significa también generar menos temperatura.

CLASIFICASIÓN DE LOS DISCOS DUROS

Clasificación por tamaño del disco duro

Esta clasificación atiende únicamente a al tamaño del disco duro, desde los primeros discos duros comerciales que comenzaron a llegar al mercado y cuyo tamaño era de 5,25 pulgadas a los más modernos de 1,8 pulgadas contenidos en dispositivos MP3 y ordenadores portátiles de última generación.

Los discos duros con los que suelen ir equipados los ordenadores de escritorio o de sobremesa son discos duros de 3,5" pulgadas, son los más utilizados y por tanto los más económicos, existiendo en la actualidad modelos que ya se acercan a 1 >Terabyte< de capacidad

Clasificación por el tipo de controladora de datos

La interficie es el tipo de comunicación que realiza la controladora del disco con la placa base o bus de datos del ordenador.

La controladora de datos para discos duros internos más común en la actualidad es la SATA o serial ATA, anteriormente ATA a secas, sus diferencias con la antigua ATA, también denominada IDE es que SATA es mucho más rápida en la transferencia de datos, con una velocidad de transferencia muy cercana a los discos duros profesionales SCSI.

Clasificación por tipo de ordenador

En la actualidad se venden más ordenadores portátiles que ordenadores de sobremesa, por eso también existe la clasificación por el tipo de ordenador, es algo muy común encontrar ofertas de empresas de informática donde ofrecen: "Disco duro para portátil" los discos duros para portátil difieren de los discos duros normales básicamente en su tamaño aunque también en su diseño interior pues están preparados para sufrir más golpes debido a la movilidad de los equipos que lo contiene.