Para grabar información en la superficie, se siguen una serie de códigos, que transforman un patrón de bits en una secuencia de celdas con diferentes estados de magnetización.Procesos de grabación
· GCR (Group Coding Recording - Codificación de grupo de grabación) Es un proceso de almacenamiento en el que los bits se empaquetan como grupos y son almacenados bajo un determinado código. Es utilizado por los discos que utilizan codificación RLL.
· ZBR (ZoneBit Recording) Es un proceso de almacenamiento que coloca más sectores sobre las pistas exteriores del disco que son más largas, pero mantienen un valor constante de rotación. Esta diseñado para colocar más datos sobre el disco, sólo puede usarse con interfaces inteligentes.
Proceso de Codificación
· FM: Es la codificación más sencilla, consiste en la grabación de un cambio de flujo para cada uno , y el omitir el cambio de flujo para cada cero. Este procedimiento se puede realizar con una electrónica de control relativamente simple, pero tiene el inconveniente de que cada bit de datos consume dos cambios de flujo, limitando mucho la capacidad del disco.
· MFM (Modified Frequency Modulation - Modulación de frecuencia modificada) Método de codificación magnética de la información que crea una correspondencia 1 a 1 entre los bits de datos y transiciones de flujo (cambios magnéticos) sobre un disco. Emplea una menor densidad de almacenamiento y presenta una velocidad más baja de transferencia que el RLL.
Esta tecnología es usada en los discos flexibles y en los primeros discos duros. Cada bit de datos es almacenado sobre una región física lo suficientemente grande para contener 2 posibles posiciones 00, 01 ó 10. Entre cada 2 bits de datos hay un bit que se llama de "reloj" y que se usa para validar las lecturas, así como para sincronizarlas. Este bit hace que sea uno cuando está situado entre 2 bits de datos a cero y se hace cero cuando está situado entre cualquier otra combinación de bits de datos. Así se hace imposible que se puedan leer más de 3 bits consecutivos con un valor de cero, o mas de un bit seguido a uno. Esto es cierto para todas las informaciones almacenadas en el disco excepto para las áreas de control del mismo cuyas marcas de comienzo de pista, sector y datos tienen 4 bits consecutivos a cero en su "adress mark". Evidentemente, estos sistemas, aunque fiables, son unos grandes consumidores de espacio ya que emplean prácticamente la mitad del espacio en bits de reloj.
· RLL: (Run Length Limited - Longitud recorrido limitado) Método de codificar la información magnéticamente que usa GCR para almacenar bloques en vez de bits individuales de datos. Permite densidades mayores de almacenamiento y velocidades mas altas de transferencia que MFM. En la práctica, permite incrementar en un 50% la capacidad de un disco respecto al sistema de grabación MFM. Los métodos de grabación RLL utilizan un conjunto complejo de reglas para determinar el patrón de pulsos para cada bit basado en los valores de los bits precedentes. Este sistema se puede clasificar dependiendo de la distancia máxima y mínima de silencios entre dos pulsos, por ejemplo; el RLL 2,7 tiene una distancia mínima entre pulsos de 2 silencios y una máxima de 7.
Interleave, Track Skewing y Cyllinder Skewing
El Interleaving o espaciamiento es un método de distribuir los sectores del disco para compensar la lentitud de transferencia de datos al procesador central. Con este sistema los sectores no son colocados consecutivamente. Esta forma de espaciar los datos sobre la unidad de disco evita las rotaciones adicionales que de otra manera serían necesarias para que la cabeza se colocará sobre los datos sucesivos. Con esto se consigue que, después de un sector lógico pasen unos cuantos sectores adicionales por delante del cabezal, hasta que aparezcan justo el buscado. El tiempo necesario para la rotación de una cabeza sobre los sectores siguientes se emplea para mandar los datos al procesador o desde él en caso de una operación de escritura.
Esto se mide en el llamado factor de interleave, que designa la cantidad de sectores en el cual se han desplazado los números de sector lógico con respecto a los números verdaderos (físicos). El número de vueltas necesarias para leer la pista completa indica este factor, si hacen falta 3 vueltas para leer una pista entera tendrá un factor de 3:1. Este factor ha ido bajando hasta el 1:1, esto es, los sectores están organizados consecutivamente y el ordenador y el disco duro se encuentran sincronizados para leer todos los sectores de una pista de una sola vez, con lo que velocidad y rendimiento son óptimos.
Una codificación adecuada de los números de sector lógicos no sale a cuenta referido a la lectura secuencial de una pista. Ya que después de leer una pista, habitualmente sigue el acceso al siguiente cilindro. Pero de eso se encarga ya el sistema operativo, que en su numeración de sectores primero pasa por todos los diferentes cilindros de una pista, antes de cambiar al siguiente cilindro. Ya que el cambio de un cilindro a otro sólo necesita una breve conmutación del cabezal correspondiente, mientras que el acceso a otra pista implica un posicionamiento de brazo completo de lectura/escritura lo que consume mucho más tiempo.
A pesar de todo, incluso la conmutación del cabezal necesita algo de tiempo, en ese tiempo el disco duro sigue girando. Si se acaba de leer el último sector de un cilindro, el primer sector del siguiente cilindro ya ha pasado por debajo del cabezal, de modo que es necesaria casi una vuelta completa, antes de que pueda realizarse el acceso.
Para evitar esto, también entre las pistas de un cilindro se realiza una especie de interleaving, que se denomina CILINDER SKEWING. Los sectores en las diferentes pistas de un cilindro se desplazan de forma que, a pesar de conmutar al siguiente cabezal, se pueda leer inmediatamente el primer sector de la primera pista del siguiente cilindro.
Aparte de esto, existe también el TRACK SKEWING, que trabajo según el mismo principio , pero tiene en cuenta el tiempo que se necesita para mover el bazo completo hasta la siguiente pista.
Todos estos factores se ajustan durante el formateo de bajo nivel del disco duro, aunque algunos de ellos puede ser modificado con posterioridad.
Datos de control del disco
Es casi imposible evitar impurezas en la superficie magnética del disco, esto provoca que existan determinados sectores que son defectuosos.
En los antiguos discos estos sectores venían apuntados por el control de calidad del fabricante del disco. En el formateo de bajo nivel, el usuario debería indicárselos al programa formateador. En los modernos, las direcciones de estos sectores se graban en pistas especiales o se reconocen durante el formateo a bajo nivel del disco, estos sectores se saltan o bien son sustituidos por otros que están en zonas protegidas. Es allí donde se guardan las tablas que marcan los sectores defectuosos y sus sustituciones. Esto disminuye el acceso al disco duro, pero teniendo en cuenta que el porcentaje de sectores defectuosos es mínimo, prácticamente no tiene importancia.
Hay que tener en cuenta que no toda la información que se encuentra en la superficie de los discos son datos, existen zonas donde se almacena información de control.
Entre la información que se encuentran dentro de un sector:
· Numero de sector y cilindro
· El ECC (Error Correction Code) DATA.
· La zona de datos
· Zonas de separación entre zonas o entre pistas
También existen pistas extra donde se recogen otras informaciones como:
· Pistas "servo" donde se guardan cambios de flujo según un esquema determinado, para la sin-
cronización al pulso de datos, necesario para la correcta compresión de las informaciones en RLL.· Pistas de reserva, normalmente usadas como reserva de sectores defectuosos.
· Pistas de aparcamiento, usadas para retirar los cabezales evitando así choques del cabezal con
la superficie con datos ante vibraciones o golpes de la unidad.
