El funcionamiento del ordenador, principalmente, y de algunos periféricos. Realmente, tras comprender la esencia, visto uno se sabe cómo son todos los demás.
Desde el punto de vista del ordenador, todos los periféricos son iguales. Básicamente disponen de tres canales de comunicación:
- Dirección a la que se quiere acceder
- Datos a leer y escribir
- Control de la operación que se desea realizar (por ejemplo, leer o escribir)
Con esta interfaz da lo mismo que se acceda a la memoria, pantalla, disco duro, impresora o cámara de fotos: se indica la dirección y la operación a realizar y se ponen los datos o se leen. Esta interfaz es la que proporciona la controladora obteniendo independencia de acceso desde el punto de vista hardware.
Pero cada dispositivo es un mundo y no es lo mismo acceder a un disco duro que a una impresora. Por ejemplo, al escribir un 0 en cierta dirección del disco duro puede que se escriba el final de cierto fichero mientras que al escribirlo en la impresora le indicamos que se prepare para empezar a imprimir. Para lograr la misma independencia desde el punto de vista de las aplicaciones, los sistemas operativos incorporan fragmentos de código especial que “se entiende” con el dispositivo particular: el driver.
Uno de los dispositivos más interesantes por su utilidad son las controladoras de discos duros y disquetes (esas cosas más o menos cuadradas de colorines que están almacenando polvo en algún cajón
Desde el punto de vista hardware, un disco duro es un conjunto de platos que giran sobre el mismo eje. Cada uno de los platos dispone de una cabeza lectora/escritora (una por cada cara) unidos a un único brazo que es capaz de moverse a lo largo de su radio. Todo este mecanismo queda oculto detrás de la controladora apropiada.
Para acceder al disco es necesario saber en qué parte de qué disco es de interés. La controladora es capaz de descomponer la dirección indicada para determinar:
- La cabeza lectora/escritora, que determina el disco y la cara que debe leerse.
- Cada cara está dividida en círculos concéntricos que se denominan pistas. El conjunto de pistas de todos los platos, independientemente de la cabeza que acceda a ellas, se denomina cilindro.
- Cada pista a su vez se divide en sectores (cada sector es capaz de almacenar 512 bytes de información).
El mecanismo por tanto consiste en posicionar las cabezas (el brazo es único por lo que se mueven todas juntas) hasta la pista apropiada y esperar a que el giro del disco haga que los sectores deseados lleguen hasta la cabezas obteniendo sólo los datos de aquella/s que interesa. Para mejorar el tiempo de acceso suelen leerse varios sectores consecutivos o el mismo conjunto de sectores pero de distintas cabezas (cilindro). De esa forma se puede obtener simultáneamente con un único posicionamiento al menos 512 bytes de cada una de las caras (habitualmente 4-8, lo que significa 2-4 Kb de información en un movimiento).
Para finalizar una pequeña demostración de cómo funciona un disco duro real. Se puede ver el movimiento de las cabezas para realizar distintos tipos de lecturas y escrituras. A destacar la velocidad de giro y posicionamiento de las cabezas junto con el característico sonido de cualquier ordenador.
