¿Qué es un disco duro?

He decidido crear la entrada para explicar detalladamente qué es un disco duro, así como sus características principales, pues tengo pensadas futuras entradas del blog para manipular los datos de un disco de diversas formas, y me gustaría que el lector, al menos, pudiese aferrarse a algo en caso de no conocer bien este dispositivo.

Una vez explicado eso, paso a resumir lo que viene a ser un disco duro, así como su historia: Un disco duro,  o en inglés (Hard Disk Drive), es un dispositivo de almacenamiento no volátil y de soporte magnético. Está compuesto principalmente por una serie de platos en su interior, unidos todos por un mismo eje y dispone además de un conjunto de "cabezales" que sirven para escribir o leer datos de dichos discos.

¿Qué quiere decir que no es volátil? La información que manipulamos al usar el ordenador se tiene que almacenar en algún lugar, que por lo general es el disco duro (hay más memorias, como la RAM, la caché o los registros, pero no voy a detallar eso aquí), y cuando apagamos el ordenador, esos datos se mantienen ahí, intactos (obviamente, si rompemos físicamente el dispositivo esos datos se perderán, ¡vaya!), viene a ser, en definitiva, una especie de almacén para nuestro equipo. Se dice que es de soporte magnético, porque en principio los discos están recubiertos por un material magnético que permite a los cabezales leer o escribir datos.

Pero... ¿cómo sabemos que escribimos o leemos datos? Es muy fácil de detectar, puesto que son todos los datos que se almacenan en nuestro ordenador, por ejemplo, al guardar en un archivo de Word o en un bloc de notas nuestros cambios, esos datos se están escribiendo en el disco duro; podemos comprobar que los datos no se pierden porque al reiniciar el equipo, o al apagarlo y volverlo a iniciar, esos datos que hemos escrito se mantienen.

Los primeros discos duros fueron fabricados por la gloriosa empresa de IBM en 1956, y han sido considerados como memoria secundaria desde siempre. Obviamente, con el paso del tiempo los discos duros han cambiado su arquitectura y su capacidad, por ejemplo, los discos duros de toda la vida son de acceso no-aleatorio, esto quiere decir que tardamos en recoger los datos dependiendo de dónde están ubicados, hay que tener en cuenta que no es lo mismo buscar en el primer disco que en el último, pues los cabezales tienen que hacer un recorrido mucho mayor, desgastando el dispositivo.

El primer disco duro tenía una capacidad de 5MB, ¡cinco! Cuando mi disco duro ahora mismo contiene 1Tera de memoria. Esto tenemos que agradecerselo a dos hombres en cuestión: Albert Fert y Peter Grünberg, ambos eran físicos, siendo el primero francés y el segundo alemán. Estas dos personas consiguieron desarrollar unos cabezales mucho más sensibles que pudiesen compactar los bits (la información), de tal manera que obtuvieron un mayor acceso al disco e incrementando la capacidad del mismo. Y tanto que incrementó su capacidad, porque en 1992 rondaban los 250MB, cuando hoy en día, 22 años después, cuentan con teras de memoria. Verdaderamente asombroso, sí.

Entre las características de un disco duro, podemos tener en cuenta su velocidad de rotación (o revoluciones por minuto), que consiste en la velocidad a la que giran los platos; el tiempo de acceso, lectura y escritura, donde el cabezal correspondiente se sitúa en el plato correspondiente para extraer o no información y enviarla al equipo, y la interfaz o puerto que conecta el disco con el ordenador, que bien puede ser IDE/PATA, SATA, USB, Firewire... los cables para enchufarlo al ordenador, vamos.

Vale, todo muy guay hasta aquí, un disco duro es un cacharro que almacena información, tiene discos magnéticos que giran dentro y tiene como objetivo el mantener los datos intactos dentro del sistema. Pero, ¿cómo se compone a nivel lógico, realmente? En este punto hay que aclarar dos conceptos muy importantes: el nivel físico y el nivel lógico. La mayoría de las cosas en informática tienen una aplicación física y una aplicación lógica (hardware y software), el hardware del disco es lo que hemos visto hasta ahora, cómo vemos nosotros el aparato en nuestras manos, pero el software, la parte lógica, es muy diferente, y más compleja.

El nivel lógico de un disco duro depende mucho del sistema operativo con el que trabajemos (Windows XP, Windows 7, Windows 8, Ubuntu, OSX...), porque es el sistema el que organiza la estructura del disco, dividiendo cada plato en sectores, pistas o clústers, ¿muy asustados? Bueno, dejo una imagen para aclarar mejor el concepto:

Eso vendría a ser un platito del disco duro, y según la leyenda de la imagen... la A sería una pista o cilindro (si vemos los platos de frente, en vertical, veremos que los discos forman un cilindro, y eso equivale a una pista, si no lo entendéis, imaginad que la zona roja es un círculo que sigue hasta abajo como una lata), la B sería un sector (un sector reúne un determinado conjunto de información, por ejemplo, el sistema operativo está almacenado en el primer sector del disco duro, siempre), la C sería el sector de una pista (combinamos los conceptos anteriores), y la D es un clúster (los clústers son diversos sectores contiguos agrupados como un solo sector, y su gestión depende del sistema operativo, imaginad que pocos clústers (pocos sectores contiguos) consumen menos memoria, pero el disco tardará más en buscar la información, y lo contrario sucede en el caso contrario, valga la redundancia cachis, que el disco hará menos esfuerzo pues localiza los sectores más rápido y los barre por los clústers, pero consume más energía).

El nivel lógico de un disco duro puede también representarse como una caja de galletas, porque nosotros, los humanos, no podemos saber exactamente qué clúster contiene qué sectores y dónde están ubicados en memoria estos clústers, etc. Por esa razón, muchos sistemas operativos ofrecen herramientas para manipular de forma lógica un disco duro: Un paquete de galletas, un rectángulo, que representa la totalidad del disco con su capacidad. Podemos mencionar además las particiones, y pensaréis, ¿¡pero qué me estás contando, maldita extraterrestre!? Nada complicado, vaya xD

Una partición es una zona del disco duro que ha sido dividida del resto del disco, por ejemplo, todo disco duro tiene una partición principal donde se guardan los programas de arranque y el sistema operativo, una partición reservada para el SO, luego tenemos particiones primarias (el disco en sí es una partición primaria, por así decirlo), y solo podemos tener hasta cuatro particiones primarias en un disco. Podemos sustituir estas particiones (por ejemplo, la cuarta primaria, osea, la última), por una extendida, que contiene particiones lógicas (dependiendo de los discos, se pueden cientos de lógicas o unas pocas).

Este tema de las particiones tiene mucho más contenido teórico detrás, contenido sobre sistemas operativos, memoria virtual, sectores de arranque (boot loader y master boot record), y más cosas que incluso yo desconoceré. Por esa razón dejaré aparte el tema del particionado, al menos en esta entrada (se supone que va orientada para alguien que no tiene conocimientos, mérito tiene haberlo entendido todo xD).

Y otro aspecto físico que quería destacar de los discos duros, es que los hay de dos clases: HDD, y SSD, la principal diferencia es que los primeros son los típicos de toda la vida (los magnéticos con los platitos), y los segundos funcionan como un pendrive, es decir, tienen una especie de chip que funciona mediante electricidad (no tiene cabezales, y es mucho más rápido que un HDD), pero claro, estos últimos tienen menos capacidad. Explico esto por si algún día queréis comprar en una tienda un disco duro, y veréis discos corrientes y SSD, al menos con esto tendréis una vaga idea que creo que os podrá ayudar.

Y con eso todo por ahora, espero que haya sido de vuestro agrado, un saludo ^^