Es el medio de almacenamiento por excelencia. Desde que en 1.955 saliera el primer disco duro hasta nuestros días, el disco duro o HDD ha tenido un gran desarrollo.

El disco duro está compuesto básicamente de:

- Varios discos de metal magnetizado, que es donde se guardan los datos.

- Un motor que hace girar los discos.

- Un conjunto de cabezales, que son los que leen la información guardada en los discos.

- Un electroimán que mueve los cabezales.

- Un circuito electrónico de control, que incluye el interface con el ordenador y la memoria caché.

- Una caja hermética (aunque no al vacío), que protege el conjunto.

Normalmente usan un sistema de grabación magnética analógica. El número de discos depende de la capacidad del HDD y el de cabezales del numero de discos x 2, ya que llevan un cabezal por cada cara de cada disco (4 discos = 8 caras = 8 cabezales).

Actualmente el tamaño estándar es de 3.5' de ancho para los HDD de PCs y de 2.5' para los discos de ordenadores portátiles.

Por el tipo de interface o conexión, los discos duros pueden ser IDE (ATA), Serial ATA y SCSI, pudiendo ir estos conectados bien directamente al ordenador o utilizarse como medios externos, mediante una caja con conexión USB, SCSI o FireWire.

Las principales diferencias entre estos tipos de conexiones son:

IDE (ATA / PATA)

Son los más extendidos. A partir del estándar ATA/133, con una velocidad de hasta 133 MBps y una velocidad de giro de 7.200 rpm, entraron en competencia directa con los HDD SCSI, con la ventaja de una mayor capacidad y un costo mucho menor.

Serial ATA (SATA)

Es el nuevo estándar  para HDD. Hay dos tipos. SATA1, con transferencia de hasta 150 MBps y SATA2 (o SATA 3Gb), con transferencia de hasta 300 MBps.

La velocidad de giro de los discos duros actuales es de 7.200 rpm, llegando a las 10.000 rpm en algunas series de discos duros de alta velocidad.

En cuanto a los discos duros para portátiles, la velocidad de giro es de 5.400 rpm, si bien están saliendo al mercado algunos modelos a 7.200 rpm.

En la actualidad existen discos duro cuya velocidades en revoluciones por minutos RPM rondan en los 11.200.

El cable utilizado para conectar al disco SATA es el que se muestra en la figura siguiente. Tener en cuenta que en la actualidad los discos duros utilizados por excelencia en las netbooks, notebooks y pc de escritorio. También en la figura se muestra el cable de alimentación que utilizan los discos duros SATA.

Estos discos deben estar conectados a una controladora SCSI. Han sido mas rápidos que los IDE y de mayor capacidad hasta la aparición del ATA/100, permitiendo una velocidad de trasmisión de hasta 80 MBps, y discos con una velocidad de giro de unas 10.000 rpm.

                       
El estandar SCSI ha evolucionado en velocidad a través del tiempo, pero también lo ha hecho la velocidad de los discos duros SATA, relegando a los discos SCSI prácticamente al sector de grandes servidores.

Estos discos hoy en día están saliendo del mercado y fueron reemplazados por la tecnología RAID para abastecer al mercado de los servidores de gran desempeño.

Básicamente, el disco duro se divide en:

PISTAS: Que son un conjunto de circunferencias concéntricas dentro de cada cara. 
   
CILINDROS:  Que es un conjunto de pistas de todas las caras (2 por disco), alineadas verticalmente.

SECTORES: Que son cada una de las divisiones de las pistas. Actualmente tienen un tamaño fijo de 512 bytes. Antiguamente, el numero de sectores por pista era fijo, con lo que al ser estas circunferencias, se desperdiciaba mucho espacio. Con la aparición de la tecnología ZBR (Zone Bit Recording, o grabación de bits por zona) se solucionó este problema, al hacer que cada pista tenga mas sectores que la anterior. Esto hace por un lado que la capacidad de los discos, a igual tamaño físico, sea mayor y por otro que la velocidad de lectura se incremente según las pistas se alejan del centro, al leer el cabezal más información en cada giro del disco.

Naturalmente, esta información hay que direccionarlo.

Hay dos sistemas de direccionamiento. El CHS (Cilindro, Cabeza, Sector), con el que se puede localizar cualquier punto del HDD, pero con el inconveniente de la limitación física para discos de gran capacidad y el LBA (direccionamiento Lógico de Bloques), que consiste en dividir el HDD entero en sectores y asignarle un único número a cada uno. Este es el sistema que se usa actualmente. 
Así mismo, el HDD tiene que estar estructurado. Esta estructura consta de:

En la práctica, el MBR casi siempre se refiere al sector de arranque de 512 bytes, o el partition sector de una partición para ordenadores compatibles con IBM PC. Debido a la amplia implementación de ordenadores PC clónicos, este tipo de MBR se usa mucho, hasta el punto de ser incorporado en otros tipos de ordenador y en nuevos estándares multiplataforma para el particionado y el arranque.

Cuando un dispositivo de almacenamiento de datos se ha particionado con un esquema de tabla de particiones del MBR (por ejemplo el esquema convencional de particionado de IBM PC), el MBR contiene las entradas primarias en la tabla de particiones. Las entradas de particiones secundarias se almacenan en registros de particiones extendidas, etiquetas de disco BSD, y particiones de metadatos del Logical Disk Manager que son descritas por esas entradas de particiones primarias.

Por convención, hay exactamente cuatro entradas de particiones primarias en el esquema de la Tabla de Particiones, aunque en algunos sistemas (pocos) se ha extendido ese número a cinco u ocho.

Cuando un dispositivo de almacenamiento de datos se ha particionado con Tabla de Particiones GUID, el registro de arranque maestro no contiene la tabla de particiones (aunque contiene modelos de estructuras de datos, una protección del MBR frente a programas que sólo entienden el esquema de la Tabla de Particiones del MBR para que no creen particiones en el disco) y se usa poco debido a lo que puede afectar al particionado de disco.

MBR y arranque del sistema

En los ordenadores compatibles IBM IA-32 que usan el esquema de la Tabla de Particiones del MBR, el firmware para el arranque (bootstrapping) que se encuentra en la memoria de solo lectura del BIOS (actualmente usan memorias flash) carga y ejecuta el registro de arranque maestro. Como los procesadores del modo real, el código del MBR está compuesto de instrucciones de lenguaje máquina en modo real. Ese código pasa, normalmente, el control mediante chain loading al volume boot record de la partición (primaria) activa, aunque algunos gestores de arranque reemplazan ese código convencional por el suyo.

El código convencional del MBR espera que se use el esquema de la tabla de particiones del MBR, y escanea la lista de entradas de particiones (primarias) en la tabla de particiones buscando una que esté marcada con active flag. Luego carga y ejecuta el Volume Boot Record para esa partición (así que el master boot record, como otros sectores de arranque, es un blanco para los virus que infectan el sector de arranque).

El código del MBR, modificado por algunos gestores de arranque, puede realizar una serie de tareas que son distintas según el gestor de arranque. Por ejemplo, en algunos gestores, ese código carga el resto del código del gestor de arranque desde la primera pista del disco (que es espacio libre no asignado a ninguna partición de disco) y lo ejecuta. En otros, usa una tabla de posiciones de disco, que se encuentra en el mismo espacio que el código, para localizar el código del resto del gestor de arranque y poder cargarlo y ejecutarlo. Ambas formas tienen problemas. La primera confía en el comportamiento (que no es el mismo en todas) de las utilidades de particionado de disco y la segunda requiere que la tabla de posiciones de disco se actualice una vez se hayan hecho los cambios para localizar el resto del código.

MBR e identificación de los discos

Además del código del arranque y la tabla de particiones, hay un tercer campo que puede estar contenido en un MBR: la firma del disco (de Windows NT). Tiene 32 bits para identificar inequívocamente el hardware de disco (no confundir con la unidad de disco — no tienen por qué ser lo mismo en discos duros extraíbles).

La firma del disco fue introducida por Windows NT 3.5, pero actualmente la usan varios sistemas operativos, incluida las versiones de la 2.6 en adelante del núcleo Linux. Windows NT usa la firma del disco como un índice en su registro, donde guarda la relación entre particiones y letras de disco. También lo usa en el fichero boot.ini para indicar las particiones con marca bootable en Windows NT. GNU/Linux usa la firma del disco al arrancar para determinar la posición del volumen de arranque.

Info Adicional

1. PARTES DEL DISCO DURO

   La estructura física de un disco es la siguiente: un disco duro se organiza en platos (PLATTERS), y en la superficie de cada una de sus dos caras existen pistas (TRACKS) concéntricas, como surcos de un disco de vinilo, y las pistas se dividen en sectores (SECTORS). El disco duro tiene una cabeza (HEAD) en cada lado de cada plato, y esta cabeza es movida por un motor servo cuando busca los datos almacenados en una pista y un sector concreto.

    

   El concepto "cilindro" (CYLINDER) es un parámetro de organización: el cilindro está formado por las pistas concéntricas de cada cara de cada plato que están situadas unas justo encima de las otras, de modo que la cabeza no tiene que moverse para acceder a las diferentes pistas de un mismo cilindro.

    

   En cuanto a organización lógica, cuando damos formato lógico (el físico, o a bajo nivel, viene hecho de fábrica y no es recomendable hacerlo de nuevo, excepto en casos excepcionales, pues podría dejar inutilizado el disco) lo que hacemos es agrupar los sectores en unidades de asignación (CLUSTERS) que es donde se almacenan los datos de manera organizada. Cada unidad de asignación sólo puede ser ocupado por un archivo (nunca dos diferentes), pero un archivo puede ocupar más de una unidad de asignación.

    

2. FUNCIONAMIENTO DEL DISCO DURO  

    

   Cuando usted o el software indica al sistema operativo a que deba leer o escribir a un archivo, el sistema operativo solicita que el controlador del disco duro traslade los cabezales de lectura/escritura a la tabla de asignación de archivos (FAT). El sistema operativo lee la FAT para determinar en qué punto comienza un archivo en el disco, o qué partes del disco están disponibles para guardar un nuevo archivo.

1. Capacidad de almacenamiento

    

   La capacidad de almacenamiento hace referencia a la cantidad de información que puede grabarse o almacenar en un disco duro. Hasta hace poco se medía en Megabytes (Mg), actualmente se mide en Gigabytes (Gb).

    

   

   Comprar un disco duro con menos de 80 GIGAS de capacidad dará lugar a que pronto te veas corto de espacio, pues entre el sistema operativo y una suite ofimática básica (procesador de texto, base de datos, hoja de cálculo y programa de presentaciones) se consumen en torno a 2000 MB o lo que es equivalente a 2 Gb. Si a eso le sumamos un antivirus, un antiespiware, programas de diseño, música y videos rapidamente estamos ocupando los 10 Gb.

    

   Si instalas los navegadores de MICROSOFTy NETSCAPE suma otros 300MB; una buena suite de tratamiento gráficoocupa en torno a 1200 MB y hoy en día muchos juegos ocupan más de 1000 MB en el disco duro.

    

   Ya tenemos en torno a 15 GIGAS ocupados y aún no hemos empezado a trabajar con nuestro ordenador.

    

   Si nos conectamos a Internet, veremos que nuestro disco duro empieza a tener cada vez menos espacio libre, debido a esas páginas tan interesantes que vamos guardando, esas imágenes que resultarán muy útiles cuando diseñemos nuestra primera Página WEB y esas utilidades y programas SHAREWARE que hacen nuestro trabajo más fácil.

    

2. Velocidad de Rotación (RPM)

    

   

   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. esta ultima velocidad actualmente ya fue descartada.

    

3. Tiempo de Acceso (Access Time)

    

   Es el tiempo medio necesario que tarda la cabeza del disco en acceder a los datos que necesitamos. Realmente es la suma de varias velocidades:

    

   * El tiempo que tarda el disco en cambiar de una cabeza a otra cuando busca datos.
   * El tiempo que tarda la cabeza lectora en buscar la pista con los datos saltando de una a otra.
   * El tiempo que tarda la cabeza en buscar el sector correcto dentro de la pista.

   Es uno de los factores más importantes a la hora de escoger un disco duro. Cuando se oye hacer ligeros clicks al disco duro, es que está buscando los datos que le hemos pedido. Hoy en día en un disco moderno, lo normal son 10 milisegundos.

    

4. Memoria CACHE (Tamaño del BUFFER)

    

   El BUFFER o CACHE es una memoria que va incluida en la controladora interna del disco duro, de modo que todos los datos que se leen y escriben a disco duro se almacenan primeramente en el buffer. La regla de mano aquí es 128kb-Menos de 1 Gb, 256kb-1Gb, 512kb-2Gb o mayores.

    

    Generalmente los discos traen 128Kb o 256Kb de cache.

    

   Si un disco duro está bien organizado (si no, utilizar una utilidad desfragmentadora: DEFRAG, NORTONSPEEDISK, etc.), la serie de datos que se va a necesitar a continuación de una lectura estará situada en una posición físicamente contigua a la última lectura, por eso los discos duros almacenas en la caché los datos contiguos, para proporcionar un acceso más rápido sin tener que buscarlos. De ahí la conveniencia de desfragmentar el disco duro con cierta frecuencia.

    

   El buffer es muy útil cuando se está grabando de un disco duro a un CD-ROM, pero en general, cuanto más grande mejor, pues contribuye de modo importante a la velocidad de búsqueda de datos.

    

5. Tasa de transferencia (Transfer Rate)

    

   Este número indica la cantidad de datos un disco puede leer o escribir en la parte más exterrior del disco o plato en un periodo de un segundo. 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.

    

6. Interfaz (Interface) – IDE - SCSI

RECOMENDACIONES PARA ADQUIRIR UN DISCO DURO