MAestro/esclavo

Cada interfaz o conector IDE soporta dos dispositivos y cada dispositivo debe ser identificado. Uno se identificará como maestro (master) y otro como esclavo (slave) en ese cable conector. No puede haber dos maestros o dos esclavos sobre el mismo cable.
Los dispositivos IDE usan jumpers(o puentes) para la identificación maestro/esclavo. Suelen estar situados en la parte del disco donde se halla el conector IDE.
La posición de los jumpers se suele encontrar en una pegatina que se ubica en la parte superior del disco. Las configuraciones típicas de los jumpers son:

• Maestro en un cable de una sola unidad. Suele venir en etiqueta del disco como Master with non-ATA-slave.
• Maestro en un cable de dos unidades. Master or stand alone o Master or single drive.
•  Esclavo. Drive is a slave, o bien Slave.
• Selección por cable para designar cuál es la unidad maestra y cuá es la esclava. Cable Select, o bien Enable cable Select.

Discos Duros ATA/IDE o PATA

Los discos duros ATA/IDE, más conocidos como IDE (Integrated Device electronics, Electrónica de unidades integradas), han sido los más utilizados hasta hace poco. La conexión del disco al sitema se hará mediante un cable plano de 40 pines que se conectará a la interfaz IDE o ceonector IDE en la placa base. Las placas base actuales incluyen uno o dos conectores o canales IDE, aunque ahora lo más normal encontrar solo uno. Cuando la placa base cuenta con dos conectores IDE, uno de ellos será el conector IDe primario y el otro conector IDE secundario. Al conector IDE primario se conectará la unidad de arranque del sistema. Es necesario consultar el manual de la placa base para saber cuál es la posición de cada uno. Cada interfaz IDE admite como máximo dos dispositivos IDE, como por ejemplo dos discos duros, o un disco duro y una unidada de DVD-ROM o CD.

Modo de transferencia, tiempo de acceso, de búsqueda, velocidad de rotación, latencia, capacidad de almacenamiento, caché del disco y otras características de los Discos Duros

1. Modo de transferencia: Hace referencia a cómo se transfieren los datos desde la unidad de disco duro hacia la mmoria RAM. Hay varias técnicas:

• PIO: Entrada/salida programada. Utiliza el microprocesador del sistema como intermediario para el intercambio de datos. Constituye el método de transferencia más antiguo. Algunos modos de transferencia PIO son:
  - PIO Modo 1: 5,2 Mb/s
  - PIO Modo 2: 8,3 Mb/s
  - PIO Modo 3: 11,1 Mb/s
  - PIO Modo 4: 16,6 Mb/s
• DMA: Es un sistema pensado para transferir datos desde la memoria RAM hasta el disco duro, y viceversa, sin que el microprocesador tenga que intervenir en esta tarea, lo cual libera a la CPU para realizar otras tareas. Actualmente se utiliza el sistema UltraDMA, más conocido como UDMA. Hay varias versiones que se conocen por la velocidad máxima de transferencia que permiten:
  - DMA-16 o Ultra-DMA: 16,6 Mb/s
  - DMA-33 o Ultra-DMA-Mode-2, o Ultra-ATA/33: 33,3 Mb/s
  - UDMA-66 o Ultra-DMA-Mode-4, o Ultra-ATA/66: 66,6 Mb/s
  - UDMA-100 o Ultra-DMA-Mode-5, o Ultra-ATA/100: 100 Mb/s
  - UDMA-133 o Ultra-DMA-Mode-6, o Ultra-ATA/133: 133 Mb/s 

2. Tiempo de acceso: Es el tiempo usado por las cabezas de lectura/escritura para colocarse encima del sector que se va a leer o escribir. Este tiempo debe estar comprendido entre los 9 y 12 milisegundos.

3. Tiempo de búsqueda: Es el tiempo ue necesita la unidad para desplazar las cabezas desde una pista a otra. Está comprendido entre 8 y 12 milisegundos.

4. Velocidad de rotación: Marca la velocidad de giro del disco. Los valores típicos se encuentran entre 5400, normalmente en discos duros de portátiles, y 7200 rpm (revoluciones por minuto), en discos duros para ordenadores sobremesa. en discos con interfaz SCSI, las velocidades de giro pueden ser mayores, 10000 e incluso 15000 rpm, aunque estos son más ruidosos y consumen más energía.

5. Latencia: Cuando se desplazan las cabezas hasta el cilindro adecuado, la unidadtiene que esperar hasta que el sector deseado pase por debajo de la cabeza. esto se conoce como latencia, que se define como el tiempo necesario para que gire el disco y el sector alcance la posición correcta. Cuanto mayor es la velocidad de rotación del disco, menor será la latencia. Se calcula dividiendo 60 (segundos por minuto) entre la velocidad de rotación.

6. Capacidad de almacenamiento: Aunque todas las características son importantes, la principal de un disco duro es su capacidad. en este momento se mide en gigabytes (Gb), aunque ya cada vez más se est´ña empezando a utilizar el terabyte (Tb).
Los fabricantes suelen redondear la capacidad de un gigabyte con 1000 megabytes, lo que hace que haya discrepancias a la hora de calcular el tamaño real, ya que realmente un gigabyte son 1024 megabytes.

7. Caché del disco: La caché del disco almacenará las lecturas de forma que cuando la controladora solicite datos del disco ya lso tenga disponibles en su caché y no haya que esperar a que los cabezales cambien de posición.

8. Otras características: Otras características a tener en cuenta son:

• La interfaz, que define el mecanismo de conexión entre el disco duro y el PC. Los PC de sobremesa y los portátiles suelen usar ATA/IDE y SATA, los servidores SATA y SCSI; para los discos externos se sueleusar USB, Firewire o eSATA.
• el tamaño: los discos duros para PC de sobremesa suelen tener 3,5 pulgadas; en los portátiles suele ser de 2,5 o 1,8 pulgadas.
• El ruido, que suele depender del tipo de disco. Los de alta velocidad de rotación, como los SCSI, son más ruidosos.
• temperatura máxima de funcionamiento.
• Tolerancia a golpes y vibraciones.
• El precio.

Características de un Disco Duro

La capacidad y el rendimiento de los discos duros se determina en función de varios factores, que son la capacidad de almacenamiento, el modo de transferencia, el tiempo de acceso, el tiempo de búsqueda, la velocidad de rotación, la latencia y la caché del disco.

Estructura lógica de un Disco Duro

La estructura lógica de un disco duro está formada por:

• El sector de arranque (master boot record). Es el primer sector de todo el disco duro: cabeza 0, cilindro 0 y sector 1. En él se almacena la tabla de particiones, que contiene información acerca del inicio y el fin de cada partición, y un pequeño programa llamado master boot, que es el encargado de leer la tabla de particiones y ceder el control al sector de arranque de la partición activa. La partición activa es desde la que arranca el PC.
• El espacio particionado es el espacio de disco duro que ha sido asignado a alguna partición. Las particiones se definen por cilindros. Comienzan en la primera pista de un cilindro y terminan en la última de otro. Cada partición tienen un nombre; en los sistemas Microsoft cada partición lleva asociada una letra: C, D, E, etcétera.
• El espacio sin particionar es el espacio que todavía no se ha asignado a ninguna partición.

Cabezas, cilindros y sectores de un Disco Duro

Para organizar los datos en un disco duro se utilizan tres parámetros, que definen la estructura física del disco: cabeza, cilindro y sector.

•  Las cabezas son elementos que cumplen con la función de lectura/escritura; hay una por cada superficie de datos, es decir, dos por cada plato del disco.

Cada una de las caras del disco se divide en anillos concéntricos denominados pistas, que es donde se graban los datos.

• El cilindro está formado por todas las pistas accesibles en una posición de las cabezas. Se utiliza este término para referirse a la misma pista de todos los discos de la pila.
• Cada pista se encuentra dividida en tramas o arcos iguales que permiten la grabación de bloques de bytes(512 bytes). Cada uno de estos tramos se llama sector. Los sectores son las unidades mínimas de información que pueden leerse o escribirse en el disco duro.

Funcionamiento de un Disco Duro

El disco es en realidad una pila de discos llamadas platos que almacenan la información magnéticamente. Estos platos tienen dos caras o superficies magnéticas, la superior y la inferior, formadas por millones de pequeños elementos capaces de ser magnetizados positiva o negativamente. De esta forma se representan los dos posibles valores de un bit de información (un 0 o un 1).

Los diferentes platos que forman el disco giran a una velocidad constante y no cesan mientras el ordenador está encendido. Cada cara del plato tiene asignado uno de los cabezales de lectura/escritura. Para poder acceder a la información del disco, el conjunto de cabezales se puede desplazar linealmente desde el exterior hasta el interior de la pila mediante un brazo mecánico que los transporta.

Las acciones que ejecuta el disco duro en una operación de lectura son:

• Desplazar los cabezales de lectura/escritura hasta el lugar donde empiezan los datos.
• Esperar a que el primer dato llegue a donde están los cabezales.
• Leer el dato con el cabezal.

La operación de escritura es similar.

El funcionamiento teórico es sencillo, pero en la realidad es mucho más complejo, ya que entran en juego el procesador, la controladora de discos, la BIOS, el sistema operativo, la memoria RAM y el propio disco.

La alimentación de energía le llega al disco por un cable desde la fuente de alimentación.