La unidad de disco duro es el dispositivo de almacenamiento de datos principal y tradicional de una computadora personal. El sistema operativo y la mayoría de archivos se almacenan en esta unidad de almacenamiento.

El disco duro a veces se denomina lógicamente como ‘unidad C’ debido a que Microsoft Windows de forma predeterminada, designó a esta unidad con la letra ‘C’ a la partición primaria como el disco principal de una PC.

Si bien este no es un término técnicamente correcto para usar, todavía es muy común, aunque hoy en día la unidad de estado sólido (SSD) lo está reemplazando en el sector de las unidades de almacenamiento.

Por ejemplo, algunas computadoras tienen varias letras de unidades (por ejemplo, C, D y E) que representan áreas de uno o más discos de almacenamiento HDD, SSD o unidades ópticas en menor medida.

La unidad de disco duro también se la suele denominar disco rígido, unidad fija, disco fijo y unidad de disco fija.

Los discos duros se inventaron hace más de 50 años y se han utilizado en computadoras personales desde mediados de la década de 1980 (aunque la memoria flash los ha reemplazado en muchos equipos informáticos).

El microprocesador lleva a cabo el pensamiento, o sea todo el cálculo, pero es el disco rígido el que le da a la computadora su prodigiosa memoria que le permite almacenar fotos digitales, archivos de música y documentos de texto. ¿Cómo funciona? ¡Veamos esto más en detalle!

Unidad de disco duro


Cómo funciona una unidad de disco duro

A diferencia del almacenamiento volátil como es la memoria RAM, un disco duro mantiene una retención de los datos incluso después de estar apagada.

Esta es la razón por la que se puede reiniciar una computadora sin inconvenientes, ya que de esta manera se apaga la unidad de disco duro, aunque continúa teniendo acceso a todos los datos cuando se vuelve a arrancar.

Dentro del disco rígido hay sectores conformados en pistas que se almacenan en platos giratorios. Estos discos tienen cabezales magnéticos que se mueven con un brazo accionador para leer y escribir datos en la unidad.

Solo hay una gran placa circular brillante de material magnético llamada plato, dividida en miles de millones de áreas diminutas. Cada una de esas áreas puede magnetizarse independientemente (para almacenar un 1), o desmagnetizarse (para almacenar un 0).

El magnetismo se utiliza en el almacenamiento de la computadora porque continúa almacenando información incluso cuando la energía está apagada.

Si magnetizas un clavo, permanece magnetizado hasta que lo desmagnetizas. De la misma manera, la información o datos computarizada almacenada en el disco HDD permanece allí incluso cuando la unidad se apaga.

Los platos son las partes más importantes de un disco duro. Como su nombre indica, son discos fabricados con un material duro como vidrio, cerámica o aluminio, que se recubre con una fina capa de metal que se puede magnetizar o desmagnetizar.

Un disco duro pequeño normalmente tiene solo un plato, aunque cada lado tiene un revestimiento magnético. Las unidades más grandes tienen una serie de platos apilados en un eje central, con un pequeño espacio entre ellos.

Los platos giran hasta 15.000 revoluciones por minuto (rpm) para que los cabezales de lectura y escritura puedan acceder a cualquier parte de ellos rápidamente.

Hay dos cabezales de lectura y escritura para cada plato, uno para leer la superficie superior y otro para leer la parte inferior, por lo que un disco rígido que tiene cinco platos, necesitaría diez cabezales de lectura y escritura separados.

Los cabezales de lectura y escritura están montados en un brazo controlado eléctricamente que se mueve desde el centro de la unidad hasta el borde exterior y viceversa.

Para reducir el desgaste, en realidad no tocan el plato: hay una capa de líquido o aire entre el cabezal y la superficie del plato para evitar el roce.

Cómo lee y escribe datos un disco HDD

Lo más importante de la memoria es no poder almacenar información sino poder encontrarla más tarde con rapidez y efectividad.

Imagina almacenar un clavo de hierro magnetizado en una pila de 1.6 millones de clavos idénticos y tendrás una idea de los problemas en los que se metería tu computadora si no usara una forma muy metódica de archivar la información.

Cuando la computadora almacena datos en el disco duro, no solo arroja clavos magnetizados, sino que los mezcla. Los datos se almacenan en un patrón muy ordenado en cada plato.

Los bits de datos se organizan en trayectorias circulares concéntricas denominadas pistas. Cada pista se divide en áreas más pequeñas llamadas sectores.

Parte del disco duro almacena un mapa de sectores que ya se han agotado y otros que aún están libres. (En Windows, este mapa se llama Tabla de asignación de archivos o FAT).

Cuando la PC desea almacenar información nueva, investiga el mapa para encontrar algunos sectores libres, luego le indica al cabezal de lectura y escritura que se mueva a través del plato hasta la ubicación correcta y almacene los datos allí. Para leer información, el mismo proceso se ejecuta a la inversa.

¿Cómo se manipula toda la mecánica en un disco duro? Hay una interfaz (una pieza de equipo de conexión) entre ellos llamada controlador.

Este es un pequeño circuito que opera los cabezales que serán accionados para seleccionar pistas específicas para la lectura y escritura, y convierte flujos de datos paralelos que van desde la computadora en flujos de datos en serie que se escriben en el disco (y viceversa).

Los controladores están integrados en la propia placa de circuito de la unidad de disco o son parte de la placa base principal de la computadora.

Con tanta información almacenada en una cantidad tan pequeña de espacio, un disco rígido es una pieza de ingeniería notable. Eso trae beneficios, aunque también inconvenientes. Uno de ellos es que los discos duros pueden fallar si se ensucian o se llenan de polvo.

Un pequeño trozo de polvo puede hacer que el cabezal de lectura rebote hacia arriba y hacia abajo, chocando contra el plato y dañando su material magnético.

Esto se conoce como falla del disco o del cabezal y puede aunque no siempre, causar la pérdida de toda la información en el disco.

Una falla de disco generalmente ocurre de la nada, sin ninguna advertencia. Es por eso que siempre debes guardar copias de seguridad de tus documentos y archivos importantes, ya sea en otro disco de almacenamiento, en un disco compacto CD o DVD, o en una memoria extraíble.

¿Cuáles son las partes de un disco duro?

Un disco duro tiene solo algunas partes básicas. Hay uno o más platos plateados brillantes donde la información se almacena magnéticamente, hay un mecanismo de brazo que mueve un pequeño imán llamado cabezal de lectura y escritura hacia adelante y hacia atrás sobre los platos para registrar o almacenar información, y hay un circuito electrónico para controlar todo y actuar como un enlace entre el disco y el resto del equipo.

A continuación analizamos las piezas / componentes dentro de un disco rígido que tuvo una falla y se verificó su interior:

Disco duro por dentro

  1. Sistema accionar o actuador que mueve el brazo de lectura-escritura. En los discos duros más antiguos, los actuadores eran motores paso a paso. En la mayoría de los discos duros modernos, se utilizan bobinas de alambre en su lugar. Como sugiere su nombre, se trata de simples electroimanes que funcionan como bobinas móviles que emiten sonidos en los altavoces. Posicionan el brazo de lectura-escritura de forma más rápida, precisa y fiable que los motores paso a paso y son menos sensibles a problemas como las variaciones de temperatura.
  2. El brazo de lectura-escritura mueve la cabeza de lectura-escritura hacia adelante y hacia atrás en el plato.
  3. El eje central permite que el plato gire a alta velocidad.
  4. El plato magnético almacena información en forma binaria.
  5. Los enchufes conectan el disco duro a la placa de circuito de la computadora personal.
  6. El cabezal de lectura-escritura es un pequeño imán en el extremo del brazo.
  7. La placa de circuito en la parte inferior controla el flujo de datos hacia y desde el plato.
  8. El conector flexible transporta datos desde la placa de circuito hasta el cabezal de lectura-escritura y el plato.
  9. El pequeño eje permite que el brazo de lectura-escritura se mueva por el plato.

Tipos de discos rígidos

El disco rígido de una computadora no es el único tipo, ya que SATA y PATA no son las únicas normas en los que se pueden conectar. Hay muchos tamaños distintos de discos rígidos, algunos más pequeños y otros más grandes, aunque los más comunes en tamaño son los de 2.5″, 3.5″ y 5.25″ para portátiles y de escritorio respectivamente.

Por ejemplo, la Unidad Flash (Pendrive) también tiene un disco duro incorporado, pero no gira como un disco HDD tradicional tal como lo conocemos. Las unidades flash tienen un circuito de estado sólido integrado que se conectan a la PC a través de un puerto USB.

Otro disco con puerto USB es el disco duro externo, que es básicamente un disco duro convencional que se ha fabricado con su propio estuche para que sea más seguro de trabajar fuera del gabinete de la PC.

Por lo general, se conectan a la computadora a través de un puerto USB, aunque algunos utilizan el puerto FireWire o eSATA.

Un gabinete externo es una estructura para un disco duro interno. Puedes utilizar uno si quieres convertir un disco duro interno en uno externo para crear tu propia unidad externa. Estos también utilizan puertos USB, FireWire, etc.

Capacidades de almacenamiento de un disco duro

La capacidad de almacenamiento de una unidad de disco duro es un factor muy importante para determinar el uso que se le va a dar a un dispositivo en particular, como puede ser una computadora portátil o un teléfono inteligente.

Si la capacidad de almacenamiento es bastante pequeña, significa que se completará de archivos más rápido, mientras que una unidad que tenga mucha más capacidad de almacenamiento podrá manejar más información proporcionalmente.

Elegir un disco rígido según la cantidad de almacenamiento que pueda retener depende realmente de las circunstancias y de cuál será el objetivo a futuro para su uso.

Si necesitas por ejemplo una tableta que pueda contener muchos videos, querrás asegurarte de conseguir 64 GB en lugar de 8 GB, ya que los videos exigen mucha capacidad.

Lo mismo ocurre con los discos duros HDD tradicionales de las computadoras. ¿Tienes alguno que pueda almacenar muchos videos o imágenes en HD, o la mayoría de tus archivos están respaldados en la nube?

Una preferencia de almacenamiento para el hogar sin conexión puede llevarte a comprar un disco duro interno o externo que admita 4 TB en lugar de un modelo de 500 GB.

Tareas comunes de un disco rígido

Una tarea simple que puedes realizar con un disco HDD es cambiar la letra de la unidad. Hacer esto te permite hacer referencia a la unidad utilizando una letra distinta.

Por ejemplo, mientras que el disco duro principal normalmente se denomina como unidad C y no se puede cambiar, es posible que quieras cambiar la letra de un disco duro externo de ‘S’ a ‘M’ (o cualquier otra letra aceptable)

Otra cosa que es realmente fácil de hacer con un disco es verificar cuánto espacio libre le queda. Esto es especialmente importante si recibes un mensaje de que hay poco espacio en el disco, aunque es igualmente crítico para mantener un sistema sin problemas.

Puedes desinstalar programas que no quieres o que son demasiado grandes, o eliminar archivos y copiarlos a otro lugar, obviamente, si tienes poco espacio en el disco.

Debes formatear la unidad o llevar a cabo una partición en secciones antes de poder instalar un sistema operativo o almacenar archivos. La primera vez que se instala el sistema operativo es cuando se formatea un disco duro nuevo y se le asigna un sistema de archivos.

De lo contrario, una herramienta de partición de disco es una forma común de manipular la unidad de esta manera.

Cuando se trata de un disco rígido fragmentado, existen herramientas gratuitas de desfragmentación que pueden ayudar a reducir la fragmentación. Desfragmentar un disco duro a veces puede hacer que la computadora funcione más rápido. Esto suele funcionar con discos HDD, y no es lo mismo con los discos SSD.

Dado que un disco rígido es donde realmente se almacenan todos los datos en una computadora, es una tarea común querer borrar de forma segura los datos de la unidad, antes de vender los componentes de hardware o reinstalar un nuevo sistema operativo. Esto generalmente se logra con un programa de eliminación de datos de forma segura.

Solución de problemas de la unidad de disco duro

El disco HDD se utiliza una y otra vez, cada vez que haces algún cambio que implica leer o escribir datos. Es normal entonces, encontrarse con un problema con este tipo de dispositivo ya que utiliza un sistema mecánico y magnético para leer y escribir permanentemente archivos.

Uno de los problemas más comunes es que hace ruido, y el mejor primer paso para solucionar un problema de funcionamiento de un disco duro de cualquier tipo es ejecutar un software de prueba que analice en profundidad su desempeño.

Windows incluye una herramienta integrada llamada chkdsk que ayuda a identificar e incluso corregir varios errores del disco. Puedes ejecutar la versión gráfica de esta herramienta en la mayoría de las versiones de este sistema operativo.

Muchos programas gratuitos pueden comprobar un disco duro en busca de problemas que pueden llevar a que necesites reemplazar la unidad. Algunos de estos programas también pueden medir el rendimiento como el tiempo de búsqueda de cualquier unidad de almacenamiento.

Fabricantes populares de una unidad de disco HDD

Algunos de los fabricantes de discos duros más populares incluyen a SeagateWestern Digital, Hitachi y Toshiba.

Por lo general, puedes adquirir estas marcas de discos rígidos y de otros fabricantes, en tiendas físicas y en línea, como a través de los sitios propios de la compañía y tiendas reconocidas como Amazon o eBay.

Descripción física de la unidad de disco duro

Un disco duro HDD suele ser del tamaño de un libro de bolsillo, aunque mucho más pesado.

Los lados de este dispositivo tienen orificios previamente perforados y roscados para facilitar el montaje en el compartimiento para unidades de 3.5 pulgadas en el gabinete de una computadora.

El montaje también es posible en un compartimiento para unidades más grandes de 5.25 pulgadas con un adaptador. El disco rígido está montado de manera que el extremo de las conexiones se enfrenta hacia el interior de la PC.

El extremo posterior contiene un puerto para un cable que se conecta a la placa base. El tipo de cable utilizado SATA o PATA depende del tipo de unidad, aunque casi siempre se incluye en la caja. Aquí también hay una conexión para la alimentación de la fuente de poder.

La mayoría de los discos duros también tienen configuraciones de puente back-end que definen cómo la placa base deberá reconocer la unidad principal cuando hay más de un dispositivo similar.

Esta configuración varía de una unidad a otra y es utilizada por el BIOS del equipo para comunicarle al sistema cual tiene prioridad para inicializar el sistema operativo.

Esta función de reconocer un disco como prioridad de arranque se solía configurar como maestro y el resto de unidades como esclavo, aunque esta función ya se encuentra obsoleta debido al avance en el desarrollo de las conexiones SATA que brindan una configuración más redundante para todo este proceso de detección, por lo que se pueden conectar múltiples unidades de almacenamiento y serán reconocidas por el BIOS de manera adecuada.

Comparación de los discos HDD vs discos SSD

Los discos duros están probados, son de alta capacidad y baratos, aunque también tienen muchos inconvenientes.

Un problema es la cantidad de tiempo que tarda el cabezal de lectura y escritura en llegar a la parte correcta del disco para acceder a la información que desea.

El peso de un disco HDD y su consumo de energía relativamente elevado también son problemas, especialmente en dispositivos móviles como tabletas y teléfonos inteligentes.

La confiabilidad es otro problema. Como habrás deducido de lo que acabas de leer, un disco rígido es una pieza maravillosa de ingeniería de precisión con muchas partes móviles intrincadas.

Podría funcionar fácilmente durante 20 años sin ningún problema. Por otra parte, si alguna vez has sufrido un accidente con el cabezal (una avería mecánica grave causada por la suciedad o un golpe mecánico repentino) y perdiste todo lo que había almacenado, eso no es algo tranquilizador, por lo tanto, sabrás que un disco duro se enamorará instantáneamente de ti si lo tratas con mayor cuidado del que merece.

Todos estos problemas (peso, consumo de energía, tiempos de acceso y confiabilidad) se pueden resolver mediante el uso de unidades de estado sólido (SSD), que generalmente usan chips de memoria flash en lugar de discos magnéticos giratorios.

Los fabricantes de computadoras se han alejado de los discos duros y se han inclinado hacia los SSD, al menos durante la última década, en gran parte impulsados ​​por la tendencia de alejarse de las PC de escritorio y hacia los dispositivos móviles.

Aquí hay una pequeña comparación entre las unidades de disco duro tradicionales (HDD) y las unidades de estado sólido modernas (SSD) con algunas medidas clave:

HDD SSD
Tiempo de Acceso (ms) 10 0.1
Velocidad de Lectura (MB/s) 50 – 100 200 – 500
Peso (g) 500 50
Consumo de Energía (W) 6 2 – 3

Análisis final

¿Las unidades SSD ganan sin ninguna duda? Depende. Si estás buscando comprar la mayor cantidad de almacenamiento posible con tan poco presupuesto, y no eres tan puntilloso con características como el consumo de energía y la velocidad, los discos duros tradicionales siguen siendo la mejor relación calidad-precio.

A partir de 2020, los SSD siguen siendo un poco más caros por gigabyte que los discos rígidos tradicionales, aunque existen grandes variaciones de precios entre los diferentes tipos de SSD y la diferencia con los discos duros se cierra año tras año.

Se recomienda combinar los discos SSD para instalar el sistema operativo consiguiendo de esta manera un arranque más rápido y los discos HDD para almacenar grandes cantidades de archivos a largo plazo.

👉 DEFINICIÓN DE LAS UNIDADES DE ALMACENAMIENTO PARA PC

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