EL DISCO DURO:

Los discos duros son los elementos más importantes, en cuanto a velocidad, después del CPU. Un disco duro o disco rígido (en inglés hard disk drive) es un dispositivo de almacenamiento no volátil, que conserva la información aun con la pérdida de energía, que emplea un sistema de grabación magnética digital; es donde en la mayoría de los casos se encuentra almacenado el sistema operativo de la computadora. Dentro de la carcasa hay una serie de platos metálicos apilados girando a gran velocidad. Sobre los platos se sitúan los cabezales encargados de leer o escribir los impulsos magnéticos

Por estas propiedades los discos duros son usados en las computadoras como dispositivos donde se graba el sistema operativo, los programas de aplicaciones y los archivos que se generan durante el trabajo cotidiano, también actúan como memoria temporal durante los procesos complejos en ambientes de trabajo avanzados (por ejemplo en Windows u OS/2), e inclusive como almacén de datos que se obtienen de Internet, de un CD-ROM o de cualquier otra fuente externa.

Fundamentos del disco duro

Aparentemente, el funcionamiento de un disco duro es similar al de una disquetera, lo que pasa es que presenta una serie de diferencias notables que lo hacen más avanzado y veloz.
En los tiempos de la informática prehistórica, los primeros discos duros estaban formados por una serie de cilindros en los que unas cabezas grababan o escribía la información. Posteriormente, se cambiaron cilindros por discos.
Un disco duro está formado por una serie de discos plásticos recubiertos de un sustrato magnético al igual que un disquete. Para leer o escribir se utilizan dos cabezas por disco, de manera que podemos utilizar ambas caras del disco. Actualmente, a cada disco se le denomina plato.
Luego la estructura de un disco duro a nivel del DOS es similar a la de una disquetera, de manera que tenemos cilindros (en los disquetes se llamaban pistas), cabezas y sectores. Con estos datos podemos calcular su capacidad.

Si recordamos uno de los discos duros más famosos, el SeaGate ST-125, tenía 615 cilindros, 4 cabezas (por tanto, dos platos) y 17 sectores por cilindro. Si multiplicamos cilindros por sectores por cabezas por 512 Bytes por sector:
Capacidad = cilindros x cabezas x sectores x 512.
Capacidad = 615 x 4 x 17 x 512 = 21.411.840 Bytes
La capacidad es de 20,1MB.
De esta forma se calcula el tamaño de un disco duro.

Lógica del Disco Duro.

El disco duro, esta compuesto por platos y a su vez cada plato esta dividido en pistas concentricas, por lo que el cabezal debe saltar de una a otra para obtener información. El acceso a la información que se tiene almacenada en la computadora debe ser muy rapido y preciso.
Como una pista tiene mucha información, cada pista se divide en sectores, que es la unidad minima de información guardada en un disco. El espacio ocupado por cada sector es de 512 bytes y la cantidad de sectores por pista depende de la capacidad total del disco.
La cantidad minima de información accesible por el sistema operativo se denomina cluster o unidad de información, y su tamaño depende del sistema de archivos utilizado y de la capacidad del disco duro que tengamos. Cuanto mas grande sea el tamaño de los clusters mas espacio de disco se va a desperdiciar. Suponiendo que necesitamos guardar un archivo de 33 KB en una unidad formateada con el sistema FAT la cual tiene un tamaño de cluster de 32 KB, este archivo ocupara dos clustersen el disco duro, lo mismo que si el archivo fuera de 64 KB, lógicamente se va a desperdiciar 31 KB. Puede ser que te parezca poco, teniendo en cuenta que los discos duros actualmente se consigen con capacidades muy grandes, pero piensa que en el disco guardamos muchos archivos.
Hay 512 bytes accesibles para que guardemos información, en realidad dispone de bytes extra utilizados para manejar el disco y localizar la información, pero esto depende del fabricante y del modelo del disco duro.

PRIMER DISCO DURO:

El primer disco duro 1956 fue el IBM 350 modelo 1, presentado con la computadora Ramac I: pesaba una tonelada y su capacidad era de 5 MB. Más grande que una nevera actual, este disco duro trabajaba todavía con válvulas al vacío y requería una consola separada para su manejo.
Su gran mérito consistía en el que el tiempo requerido para el acceso era relativamente diferente entre algunas posiciones de memoria, a diferencia de las cintas magnéticas, donde para encontrar una información dada, era necesario enrollar y desenrollar los carretes hasta encontrar el dato buscado, teniendo muy diferentes tiempos de acceso para cada posición.

Estructura interna de un disco duro

Un disco duro se compone de muchos elementos; citaremos los más importantes de cara a entender su funcionamiento. En primer lugar, la información se almacena en unos finos platos o discos, generalmente de aluminio, recubiertos por un material sensible a alteraciones magnéticas. Estos discos, cuyo número varía según la capacidad de la unidad, se encuentran agrupados uno sobre otro y atravesados por un eje, y giran continuamente a gran velocidad.
Asimismo, cada disco posee dos diminutos cabezales de lectura/escritura, uno en cada cara. Estos cabezales se encuentran flotando sobre la superficie del disco sin llegar a tocarlo, a una distancia de unas 3 o 4 micropulgadas (a título de curiosidad, podemos comentar que el diámetro de un cabello humano es de unas 4.000 micropulgadas). Estos cabezales generan señales eléctricas que alteran los campos magnéticos del disco, dando forma a la información. (dependiendo de la dirección hacia donde estén orientadas las partículas, valdrán 0 o valdrán 1).
La distancia entre el cabezal y el plato del disco también determinan la densidad de almacenamiento del mismo, ya que cuanto más cerca estén el uno del otro, más pequeño es el punto magnético y más información podrá albergar.