Fase IV: (El disco duro funcionando)

Supongamos que ya tenemos el disco duro funcionando. ¿Cómo funciona el proceso de guardar y visualizar una fotografía?

Cuando hablamos de un disco duro, muchas veces oímos la palabra “Sectores”. Esos sectores, no son más que las cajitas que hablábamos al principio. Y para entender como funciona el disco duro es necesario poder visionar en nuestra cabeza una habitación llena de cajitas con varias estanterías.

Cada nivel de estantería sería una cara de un plato (cada dos estantes, forman un solo plato) y las cajitas son los sectores que contienen cada cara de cada plato.

Bien, cuando queremos guardar una fotografía, ocupa un espacio determinado: 1 Mega, 1,5 Megas, 2 Megas o si son en formato RAW pueden ocupar incluso 15 Megas. El espacio que ocupa, va determinado (entre otros factores) por la cantidad de megapíxeles que tenga la fotografía.

Cuando guardamos esa foto, el disco duro se encarga de fraccionar la fotografía en trozos pequeños para que quepa dentro de las cajitas. Un trozo en la 45, otro trozo en la 46 otro trozo en la 988 y así con todo el resto de la foto. Aquí actúan dos factores clave, el Translator y la tabla de contenidos del disco (Que es como un índice de donde están guardadas las cosas)

En la fotografía de arriba, podemos observar cuatro secciones en las estanterías. Si cada dos estantes hacen un plato y eliminamos el último estante, tenemos un total de 4 platos. Ahora empezamos a numerar las cajitas: De la caja 1 a la caja 10 corresponden al primer plato. De la caja 11 a la caja 20 corresponden al segundo plato. De la caja 21 a la caja 30 corresponden al tercer plato. De la caja 31 a la caja 40 corresponden al cuarto plato…

Y aquí llegamos a la segunda sección, donde la caja 41 a la 50 corresponden AL PRIMER PLATO. La caja 51 a la 60 al SEGUNDO. De la 61 a la 70 al TERCERO. Y de la 71 al 80 al CUARTO.

Tercera sección: De la 81 a la 90 Primer Plato, de la 91 a la 100 segundo plato. De la 101 a la 110 Tercer Plato y por último de la 111 a la 120 el cuarto plato.

Si lo agrupamos las cajitas por su correspondiente estante, tenemos que al PLATO 1 le corresponden de la 1 a la 10, de la 41 a la 50 y de la 81 a la 90= 30 cajas en el primer plato.

En el segundo plato de la 11 a la 20, de la 51 a la 60 y de la 91 a la 100 = 30 Cajas en el segundo plato.

Y así con el resto. Es decir, el Translator se encarga de ORDENAR y agrupar todas las cajas según a donde corresponden:

Plato 1 cabezal 0, plato 1 cabezal 1,

Plato 2 cabezal 2, Plato 2 cabezal 3,

Plato 3 cabezal 4, Plato 3 cabezal 5,

Plato 4 cabezal 6, Plato 4 cabezal 7

Translator_Laby

En este ejemplo, de un modelo de SAMSUNG de 500 GB, podeís observar el funcionamiento del translator.

La primera columna, “Position” nos indica un índice interno del translator para agrupar posiciones de memoria. Donde empieza, donde acaba y cuantos sectores tiene esa posición.

Obviando la segunda columna, nos encontramos con la tercera “HEAD”. Aquí se puede observar los registros de 0 a 5 (Haciendo un total de 6 cabezales, por tanto, hay 3 platos con 2 caras cada uno).

Obviando 4 y 5 columnas (Cyl) – División virtual en cilindros de un plato – nos encontramos con la columna 6 y 7.

“Start LBA” “End LBA”. Nos indica des de que sector empieza la “Position” de la columna 1 y donde acaba dicha “Position”. Como se puede observar, en este caso, el sector 0 del disco corresponde al cabezal número 5, que a su vez corresponde al plato número 3 cara A. Es decir, no guarda una correspondencia prácticamente ningún disco duro, donde el sector 0, tenga que ser el cabezal 0.

“LBA Count” nos muestra cuantos sectores hay entre el inicio y el final “Start LBA y End LBA”.

 

¿Y el Translator le dice al sistema operativo del PC (Windows, Mac, Linux) a que corresponde la caja 25? (Recordemos que corresponde al Plato 2). La respuesta es NO:

El Translator solo le dice al sistema operativo del PC la cantidad total de cajitas que hay, de la 0 a la 976 millones. El sistema operativo, trabaja con esos cajitas sin importarle donde están ubicadas, ya que de eso se ocupa el Translator.

Y como el sistema operativo sabe un número total de cajitas, guarda la fotografía donde más le interesa; Caja 45, caja 46 y caja 988. En esas 3 cajitas, tenemos la fotografía llamada: Que_aburrida_es_la_informatica.jpg

Y para saber donde está guardada, se anota en un índice (Como lo que pueda ser el índice de un libro) en que cajas está fragmentada dicha fotografía. (Muy a grosso modo)

Que_aburrida_es_la_informatica.jpg// 45,46,988

Así cuando pulsamos encima de la fotografía, el sistema operativo se encarga de decir al Translator: Eh tú! Quiero el contenido de la 45, 46 y la 988. Y el Translator, se encarga de buscar y rebuscar por los platos y los cabezales hasta que dice: La 45 está aquí, la 46 allí y la 988 aquí. Manda al cabezal a por el contenido y el cabezal le devuelve lo que hay dentro. El translator lo junta y se lo da al Sistema Operativo y éste os muestra una fotografía!

 

 

Fase III: (La S.A o Service Area)

La Service Area (S.A en adelante) es el “corazón o cerebro” de nuestro disco duro. Sin ese apartado no sirve absolutamente para nada. Es como tener un PC sin un Windows o Linux, o un MAC sin un Apple OS… como pisapapeles gigantes están muy bien, pero poco útiles si queremos qué hagan algo más.

cerebro_laby

La S.A es el sistema operativo del propio disco duro (lo que un windows, linux o apple OS para un pc). Se encarga de muchísimas funciones vitales y otras no tanto. Aquí repasaremos los apartados básicos de la S.A (Aunque los discos modernos contienen muchos más, simplemente es para haceros una idea).

Empezaremos por unos unos parámetros qué son únicos e irrepetibles para cada disco. ¿Únicos e irrepetibles? Sí sí, como suena, vuestro disco duro es único.

La P-list.

Como he comentado antes, los discos duros son superficies metálicas. Y como es algo físico, tienen imperfecciones que obviamente a simple vista no se ven, pero que por microscopio sí existen. ¿Y en que afectan esas imperfecciones? Pues eso determinará que zonas del disco se pueden leer y cualas no.

Imaginemos lo siguiente:
Un disco de 500 GB contiene unos 976.598.344 millones de sectores (unos cuantos sí). Esos sectores es donde se almacena la información, pero para no ser más aburrido de lo que estoy siendo, imaginar qué son unas cajitas… 976 millones de cajitas:

Y empezamos por la cajita 0…

¿Puedo poner la pelotita dentro? -> Sí.
¿Puedo sacar la pelotita de dentro? -> Sí.

La cajita 0 es válida.

Cajita 1…

¿Puedo poner la pelotita dentro? -> Sí.
¿Puedo sacar la pelotita de dentro? -> Sí.

La cajita 1 es válida.

…………………………..

Cajita 45…

¿Puedo poner la pelotita dentro? -> Sí.
¿Puedo sacar la pelotita de dentro? -> NO.

La cajita 45 NO es válida.

……………………………

Cajita 62…

¿Puedo poner la pelotita dentro? -> NO.
¿Puedo sacar la pelotita de dentro? -> NO.

La cajita 62 NO es válida.

……………………………

Cajita 445.129.653…

¿Puedo poner la pelotita dentro? -> Sí.
¿Puedo sacar la pelotita de dentro? -> NO.

La cajita 445.129.653 NO es válida.

Plist_laby

Y así hasta el final.

Todos esos sectores defectuosos (Cajitas) se ponen en una lista… llamada por norma general P-list (Aunque puede tener otros nombres) (Algo así como Physical-List) o lista física de errores.

Esta lista está determinada por valor de fábrica y no puede ser alterada por el usuario final, para no alterar el funcionamiento del disco. No es dinámica, es decir nunca tendrá más valores de los determinados de fábrica, ni tampoco los irá modificando el disco duro. Simplemente es una lista de solo lectura.

 


G-List

Aunque la P-list no es modificable por el propio disco duro (De forma automática) a medida que pasan los días y el disco duro se va utilizando, aparecen nuevos sectores defectuosos. Para que podamos seguir funcionando bien y sin errores, es necesario informar al disco donde hay sitios en los que no debe guardar la información porque en el futuro no podría leerla.

Para el día a día, se usa una lista dinámica llamada (Repetimos, según modelos y casos porqué nombre tiene miles.) G-list. La traducción es Grown-List (Lista creciente) aunque otros la traducen como lista marron y como he dicho antes, en otras marcas / modelos, tiene un nombre distinto completamente.

La G-list es una lista dinámica, que se actualiza a medida que el disco duro va utilizándose, añadiendo las “cajitas” qué no se pueden utilizar. La única diferencia, es que esas “cajitas” no se recalculan, sinó que simplemente el disco duro “sabe” que no ha de utilizarlas ni para lectura ni para escritura.

Por ejemplo tú guardas una fotografía a lo largo de 1500 cajitas. En una de ellas el disco duro no puede poner la información, por tanto esa cajita pasa a la G-list como defectuosa.

S.M.A.R.T.

S.M.A.R.T. sigla de Self Monitoring Analysis and Reporting Technology consiste en la capacidad de detección y verificación de fallos del disco duro así como toma de parámetros y estadísticas. Velocidad de los platos del disco, sectores defectuosos, errores de calibración, distancias medias entre el cabezal y el plato, temperatura del disco, etc.

Muchos PC’S cuando arrancan y están todavía en la fase de la BIOS se puede observar que el PC muestra el disco duro seguido de SMART STATUS OK!. Significa qué el disco aparentemente funciona bien.
También hay programas qué permiten monitorear el SMART desde windows / linux / mac.

¿En qué consiste el SMART?

Simplemente son estadísticas de como está funcionando el disco duro.
Fluctuación de la velocidad del motor: Una velocidad que fluctue de 6900 a 7500 y luego de 6100 a 7100 vueltas significa que el giro del motor no es constante y es probable que falle o el motor o bien el controlador de la PLACA que hace que el motor gire.

SMART_Fail_Laby

Sectores defectuosos: (La famosa G-list) un incremento alarmante en la cantidad de sectores indica que bien el cabezal está fallando y no es capaz de leer la información, o bien la superficie del disco está degradada y en breve no se podrá leer.

Errores de calibración: Intentos de lectura de la S.A (clack clack) o reposicionamiento del cabezal en la superficie del disco. (He ido a buscar una fotografía a la tienda de fotos pero me he pasado de frenada y he acabado en la tienda de jamones. Por tanto he de volver a intentar llegar a la tienda de fotografías) Se traduce en lentitud en la respuesta y en muchas ocasiones un pantallazo azul de Windows (El temido pantallazo azul de la muerte) o errores en ficheros.

Distancias entre plato y cabezal: Cuándo hay zonas en que la superficie está degradada o bien el cabezal empieza a estar gastado, se producen errores. Pero antes de producirse esos errores, el cabezal intenta por todos los medios leer esa zona. ¿Cómo? aproximandose más al disco mediante inducción. A grosso modo se aplica un poco más de voltaje en el cabezal y este se “acerca” a la superficie del disco. Así hay veces en las qué se puede seguir leyendo y escribiendo información sin problemas.
Aunque eso no es bueno, porqué indica problemas en el disco, que quedan reflejados en el SMART.
Además un acercamiento excesivo, produce un roce, que a su vez… puede desencadenar en que el cabezal se desprenda y acabe tocando metal contra metal, rayando el disco y dejándolo inservible en muchos casos.

Se podría decir que el SMART monitoriza las constantes vitales del disco duro.

constantes_laby

Translator

Aquí se entiende porqué vuestro disco es único…

El translator se encarga de recalcular TODOS los sectores en función de la P-list. ¿Cómo?

Cajitas 45, 62 y 445.129.653 ¿Son defectuosas verdad? Pues el Translator lo que hace es coger el sector 45 y lo elimina, por tanto el sector 46 pasa a ser el 45, el 47 pasa a ser el 46, el 48 pasa a ser el 47 y así sucesivamente.

Lo mismo pasa con el sector 62, que es eliminado y el 63 pasa a ser el 62, el 64 pasa a ser el 63 y así con todos los demás.

Como veis es algo dinámico. Por tanto la posibilidad qué dos discos duros TENGAN los mismos sectores defectuosos en el mismo ORDEN y CUANTÍA es algo bastante… improbable ¿0,0001%? Por decir algo…

Ahora ya se empieza a entender porqué vuestro disco duro es único, porqué si pusiéramos la P-LIST de otro disco al vuestro, como los sectores (Cajitas) serían diferentes, todo se moverá de forma diferente… y si vais a buscar un documento de Word, quizás encontráis un trozo de MP3, fotografía y además saldría todo corrupto.

Fotografia_Danada_Laby

La G-LIST no recalcula todas las demás cajitas, porqué de ser así, debería recalcular todos los sectores de nuevo y además, MOVER toda la información correlativamente de un sector a otro, mientras se sigue trabajando lo cual es muy peligroso porqué pueden aparecer errores. Simplemente indica, aquí no puedes trabajar y aquí sí.

 

Con todo este lío, ya tenemos el disco duro preparado para funcionar (Obviando muchísimas cosas, pero así no lo complicamos más).

Cada vez qué arranca el disco, ha de leer estos parámetros obligatoriamente.

Una de las causas que hacen qué un disco no funcione, es el no poder leer los parámetros de la SA, bien porqué se ha corrompido los datos (Mal asunto) o bien porqué un golpe ha dañado el cabezal, y al dañarlo, no puede leer los datos.

 

ROM

La ROM contiene un índice y una rutina de funcionamiento. Cuando se conecta la corriente y el procesador ha comprobado todas las rutinas, el siguiente paso es enviar el cabezal a leer la S.A. Pero para enviar el cabezal a esa zona, tiene que saber préviamente donde está alojada. Ese dato lo consulta en la ROM. Así una vez leido ese parámetro, envía el cabezal a leer la información y posteriormente arrancar.

Además la ROM, puede contener parámetros como el número de serie del disco o de la placa, parámetros de lectura y escritura, usados para mejorar la comunicación con el cabezal y el plato.

Rutina_laby

Antiguamente, la ROM contenia unos parámetros identicos dentro de las mismas revisiones de firmware de los discos. Es decir, un disco duro seagate con el firmware 3.AAA, la ROM era idéntica en otro modelo exácto con el firmware 3.AAA. Por tanto la posición de la S.A en la superficie del disco, era la misma para las revisiones.

Hoy en día, eso ya no es así. Cuando el fabricante ha realizado la prueba de la PLIST para comprobar la superficie del disco, determina que zona es la mejor para la lectura y escritura de la S.A. Por tanto, de la misma manera que con la PLIST, las probabilidades de encontrar dos ROM en los discos duros modernos iguales es casi improbable.

Por eso, es importante, el NO cambiar las placas entre dos discos duros, dado que no funcionarán, a no ser que fueran discos duros antiguos.

Fase II: El disco duro empieza a girar.

Para ello, imaginaros un tocadiscos. Tenemos el disco de vinilo y la aguja qué “lee” la información mediante el roce en el vinilo. Ese “roce” produce vibraciones y a su vez… suena la música.

Partiendo de esa base, el disco duro sigue un símil. Tenemos los discos (En vez de vinilo, son metálicos (no entraremos en detalles) y tienen la propiedad qué se pueden magnetizar. Y una aguja llamada cabezal, que en vez de ser de punta metálica, es una composición “ferro-magnética” y flota por el disco sin dañarlo.

Cabezal_Laby

La gran mayoría de discos de 3,5″ giran a 7200 RPM (7200 vueltas por minuto) y los de portátil por norma general a unos 5400 RPM (Por consumir algo menos). También hay casos especiales como los SCSI o SAS (Discos usados generalmente en servidores, por ser de construcción más “solida” y duradera) qué pueden llegar a 10000 RPM o a 15000 RPM aunque los hay de “nueva aparición” de 3,5″ qué giran a 5400 vueltas, los llamados GREEN o “ecologicos”.

Mientras gira, empieza a desplazar el aire que tiene dentro (Sí, tiene aire limpio de impurezas, pero aire). Antiguamente (30 años o así) tenían un Gas inerte qué facilitaba que la aguja flotase, pero hoy en día, a las velocidades qué giran los motores, crean corrientes de aire suficientes para qué el cabezal se levante unas micras del disco y “flote”. También han aparecido discos que pasarán a comercializarse en breve con HELIO en su interior.

Los discos duros no son estancos contrariamente a lo que la gran mayoría de gente cree. Sí están sellados para qué no entre aire sucio, pero no son estancos. Tienen un pequeño agujero en la tapa, por donde entra y sale aire del disco, pasando por un filtro muy potente qué está en el interior (Llamado filtro HEPA que atrapa impurezas, generalmente del tamaño de milimetros o incluso menos). ¿Por qué? Porqué al girar el disco tan deprisa, crea una depresión de aire dentro (como un remolino). Si los discos fueran “estancos y envasados al vacío” los cabezales se aplastarían contra los platos. De esta forma se consigue que se igualen las presiones de dentro del disco y la exterior, pero que a su vez el aire qué entra y sale SEA COMPLETAMENTE LIMPIO Y SIN NINGÚN TIPO DE PARTÍCULA (Clase 1/1000) Es decir, una partícula de polvo por cada 1000 de aire.

Filtro_Hepa_Laby

Así qué por favor, NO SUMERJAÍS nunca el disco duro… porqué se llenará de agua.

Agua_Disco_duro_Laby

Mientras el disco se inicia, la PCB sigue tomando datos del inicio. Temperatura de nuevo, a qué vueltas está girando el motor y en cuánto tiempo lo está realizando, consumo de amperaje hasta qué el disco llega a un determinado número de vueltas y la placa envía un impulso eléctrico, que mediante un electroimán (lo hablaremos más adelante) desplaza el cabezal hacia la S.A (Service Area). La Placa sabe donde tiene que enviar el cabezal, la posición exacta, porqué lo ha leído de la ROM. En la ROM generalmente, están parámetros básicos de funcionamiento e inicialización, entre ellos la localización de la S.A.
Rom_hex_Laby

 

Fase I: Cuando le conectamos la corriente al disco duro.

Nada más enchufar un disco duro (Al PC, externo o multimédia), oímos que el motor (En inglés SPIN MOTOR) empieza a girar produciendo una pequeña vibración en el disco; Pero previamente a eso, en la PCB (la placa electrónica del disco duro) han ocurrido en fraciones de milisegundos, varias comprobaciones, para asegurarse que los componentes “vitales” están correctamente funcionando.

Por ejemplo, comprueba temperatura ambiente (aunque eso no es un impedimento para arrancar), comprueba que el procesador es capaz comunicarse con otros componentes de la placa e inclusive con los famosos cabezales.

También se comunica con la RAM ( -Random Access Memory- Memoria para intercambiar información muy rápidamente y así hacer que el disco duro funcione más veloz. Esta memoria es volátil (se pierde si se va la corriente) y modificable),

Memoria_Ram_Disco_duro_Laby

Mira si es capaz de comunicarse con la ROM (-Read Only Memory- Memoria en la qué se ha guardado información en la fábrica y qué no puede modificarse bajo ningún concepto, ya qué el chip físicamente no lo permite) o con las EPROM (Electric Programable Read Only Memory), una especie de ROM pero que mediante programadores o con comandos a través de las propias placas de los discos, se pueden modificar, borrar y reprogramar.

Memoria_Rom_Disco_duro_Laby

Esta memoria es como el ADN de una persona o el DNI. Único e intransferible para otro disco. Es una información muy importante ya que entre otras cosas, contiene la información básica (Entre otras cosas) de donde está alojada la información necesaria para que arranque. (Una especie de índice y/o manual interno del disco).

ADN_Service_Area_Laby

También comprueba que el cabezal existe ( Le manda un saludo más o menos así ! HOLA CABEZAL ¡ y dado que los componentes son muy educados, el cabezal le responde ! HOLA PROCESADOR ¡), funcione (No esté cortocircuitado o quemado ), y responda a los impulsos electromagnéticos,

Comprueba el motor (Aquí también le dice ! HOLA MOTOR ¡ y él, le tiene que responder ! HOLA PROCESADOR ¡) y otras funciones.

Si todo da una respuesta de OK, empieza a girar el disco...

He perdido datos del disco duro. ¿Como puedo recuperar los archivos perdidos?

Cada día recibimos emails y llamadas telefónicas, preguntando información sobre lo que costaría reparar el disco duro para recuperar la archivos perdidos…
Recibimos emails de clientes donde nos dicen frases como:

No se que ha pasado pero he perdido todas las fotos del disco duro

El niño ha pasado y le ha dado un golpe al disco duro …

El disco duro del portátil me ha fallado y tengo el trabajo de la carrera universitaria…

El disco duro estaba funcionando y ahora ya no lo reconoce el portátil…

El disco duro externo donde tengo documentos importantes no es leido por mi ordenador…

Viendo esta cantidad de casos de dispositivos multimedia dañados, hemos decidido explicar “de forma sencilla” cuales son los motivos por los cuales disco duro y/o sus elementos internos (Cabezal, plato magnético, filtros, placa electrónica, magneto) pueden dejar de funcionar.

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