El almacenamiento en disco (también llamado a veces almacenamiento en unidad ) es una categoría general de mecanismos de almacenamiento en los que los datos se registran mediante diversos cambios electrónicos, magnéticos, ópticos o mecánicos en una capa superficial de uno o más discos giratorios. Una unidad de disco es un dispositivo que implementa dicho mecanismo de almacenamiento. Los tipos notables son las unidades de disco duro (HDD) actuales que contienen uno o más platos rígidos no extraíbles , la unidad de disquete (FDD) y su disquete extraíble , y varias unidades de discos ópticos (ODD) y medios de discos ópticos asociados .
(La ortografía disk y disc se usan indistintamente, excepto cuando las marcas comerciales impiden un uso, por ejemplo, el logotipo de Compact Disc. La elección de una forma particular es frecuentemente histórica, como en el uso por parte de IBM de la forma de disco a partir de 1956 con el " IBM 350 disk Storage"). unidad ".)
La información de audio se grababa originalmente mediante métodos analógicos (consulte Grabación y reproducción de sonido ). De manera similar, el primer disco de vídeo utilizó un método de grabación analógico. En la industria de la música, la grabación analógica ha sido reemplazada principalmente por tecnología óptica digital donde los datos se graban en formato digital con información óptica.
El primer dispositivo comercial de almacenamiento en disco digital fue el IBM 350 , que se envió en 1956 como parte del sistema informático IBM 305 RAMAC . El almacenamiento en disco de acceso aleatorio y baja densidad se desarrolló para complementar el almacenamiento de alta densidad y acceso secuencial ya utilizado proporcionado por unidades de cinta que utilizan cinta magnética . La vigorosa innovación en la tecnología de almacenamiento en disco, junto con una innovación menos vigorosa en el almacenamiento en cinta, ha reducido la diferencia en el costo de adquisición por terabyte entre el almacenamiento en disco y el almacenamiento en cinta; sin embargo, el costo total de propiedad de los datos en disco, incluida la energía y la administración, sigue siendo mayor que el de la cinta. [1]
El almacenamiento en disco se utiliza ahora tanto en el almacenamiento informático como en el almacenamiento electrónico de consumo, por ejemplo, CD de audio y discos de vídeo ( VCD , DVD y Blu-ray ).
Los datos en los discos modernos se almacenan en bloques de longitud fija, generalmente llamados sectores y cuya longitud varía desde unos pocos cientos hasta muchos miles de bytes. La capacidad bruta de la unidad de disco es simplemente el número de superficies de disco multiplicado por el número de bloques/superficie multiplicado por el número de bytes/bloque. En ciertas unidades IBM CKD heredadas, los datos se almacenaban en discos magnéticos con bloques de longitud variable, llamados registros; La longitud del registro puede variar en y entre discos. La capacidad disminuyó a medida que disminuyó la duración de los registros debido a los espacios necesarios entre bloques.
Las unidades de disco digitales son dispositivos de almacenamiento en bloque . Cada disco está dividido en bloques lógicos (colección de sectores). Los bloques se direccionan utilizando sus direcciones de bloque lógico (LBA). La lectura o escritura en el disco ocurre en la granularidad de los bloques.
Originalmente, la capacidad del disco era bastante baja y se ha mejorado de varias maneras. Las mejoras en el diseño mecánico y la fabricación permitieron cabezales más pequeños y precisos, lo que significa que se podían almacenar más pistas en cada uno de los discos. Los avances en los métodos de compresión de datos permitieron almacenar más información en cada uno de los sectores individuales.
La unidad almacena datos en cilindros, culatas y sectores . La unidad de sectores es el tamaño más pequeño de datos que se almacena en una unidad de disco duro y cada archivo tendrá muchas unidades de sectores asignadas. La entidad más pequeña de un CD se llama trama, que consta de 33 bytes y contiene seis muestras estéreo completas de 16 bits (dos bytes × dos canales × seis muestras = 24 bytes). Los otros nueve bytes constan de ocho bytes de corrección de errores CIRC y un byte de subcódigo utilizado para control y visualización.
La información se envía desde el procesador de la computadora al BIOS a un chip que controla la transferencia de datos. Luego se envía al disco duro a través de un conector de varios cables. Una vez que los datos se reciben en la placa de circuito de la unidad, se traducen y comprimen a un formato que la unidad individual puede usar para almacenar en el disco. Luego, los datos pasan a un chip en la placa de circuito que controla el acceso a la unidad. La unidad se divide en sectores de datos almacenados en uno de los lados de uno de los discos internos. Un HDD con dos discos internos normalmente almacenará datos en las cuatro superficies.
El hardware de la unidad le indica al brazo actuador dónde debe ir para la pista relevante y luego la información comprimida se envía al cabezal, que cambia las propiedades físicas, óptica o magnéticamente, por ejemplo, de cada byte de la unidad, almacenando así la información. Un archivo no se almacena de forma lineal, sino que se guarda de la mejor manera para una recuperación más rápida.
Mecánicamente, dentro del accionamiento se producen dos movimientos diferentes. Uno es la rotación de los discos dentro del dispositivo. El otro es el movimiento de lado a lado del cabezal a través del disco mientras se mueve entre pistas.
Hay dos tipos de métodos de rotación de disco:
El posicionamiento de pistas también sigue dos métodos diferentes en los dispositivos de almacenamiento en disco. Los dispositivos de almacenamiento centrados en almacenar datos informáticos, por ejemplo, HDD, FDD, unidades zip Iomega , utilizan pistas concéntricas para almacenar datos. Durante una operación de lectura o escritura secuencial, después de que la unidad accede a todos los sectores de una pista, reposiciona los cabezales en la siguiente pista. Esto provocará un retraso momentáneo en el flujo de datos entre el dispositivo y la computadora. Por el contrario, los discos ópticos de audio y vídeo utilizan una única pista en espiral que comienza en el punto más interior del disco y fluye continuamente hasta el borde exterior. Al leer o escribir datos, no es necesario detener el flujo de datos para cambiar de pista. Esto es similar a los discos de vinilo, excepto que los discos de vinilo comenzaban en el borde exterior y formaban una espiral hacia el centro.
La interfaz de la unidad de disco es el mecanismo/protocolo de comunicación entre el resto del sistema y la propia unidad de disco. Los dispositivos de almacenamiento destinados a computadoras de escritorio y móviles suelen utilizar interfaces ATA ( PATA ) y SATA . Los sistemas empresariales y los dispositivos de almacenamiento de alta gama normalmente utilizan interfaces SCSI , SAS y FC , además de cierto uso de SATA.