Trucos
|
Inicio  Trucos Dispositivos de almacenamiento (2º Parte): Memoria Auxiliar
|
Dispositivos de almacenamiento (2º Parte): Memoria Auxiliar |
|
|
|
Dispositivos de almacenamiento (2º Parte): Memoria Auxiliar
En esta segunda parte de nuestro documento, tratamos los dispositivos de almacenamiento mas familiares. Desde las viejas cintas magneticas a los modernos DVD, es interesante sabes como podemos guardar nuestros datos mas valiosos y conservarlos para siempre
En la primera parte de este articulo hemos tratado a la memoria central o principal del ordenador. Pero nuestra maquina no solo se sirve de esta memoria para almacenar datos. Para guardar gran cantidad de información a la que no es indispensable acceder con gran velocidad el computador hace uso de la memoria auxiliar.
La memoria auxiliar engloba los discos, ya sean rigidos, Cd´s, disquetes… Se consideran memoria auxiliar o secundaria en general todos los dispositivos que tengan gran capacidad de almacenamiento pero de acceso lento en comparación de la memoria principal.
Estos dispositivos se diferencian en:
• La tecnología de almacenamiento / lectura
• La cantidad de información que memorizan
• El tiempo de acceso y transferencia de datos
• Seguridad con que mantienen la información
• Coste por MegaByte que puede almacenar
Tipos de Memoria Auxiliar por su tipo de soporte
• Dispositivos Magneticos: Disco magnético y cinta magnetica
• Dispositivos opticos: CD o disco compacto, DVD, Disco digital
versátil
• Dispositivos Magneto-opticos
Discos Magnetico:
El disco magnetico, rigido o flexible es de uso tan general que de hecho es un sinonimo de soporte de almacenamiento externo. La información suele estar organizada de manera distinta a la memoria principal. Básicamente es un disco de aluminio recubierto por una capa de oxido ferromagnetico.
Su capacidad teorica, que es la capacidad antes de darle formato, es el producto de la capacidad teorica de una pista por el numero de pistas por superficie por el numero de superficies de grabacion. Sin embargo la capacidad practica se obtiene una vez dado el formato al disco, y es un poco menor que la teorica. La diferencia se emplea en guardar parámetros del formato.
A la hora de organizar el espacio, es necesario identificar dos niveles: en el fisico, la información se organiza sobre el soporte en circulos concentricos llamados pistas (tracks). La pista esta dividida en arcos iguales llamados sectores. La capacidad de un sector varia según el sistema, en general son de 512 bytes. La unidad minima de almacenamiento es la celda, que almacena un bit. Las pistas suelen tener mas capacidad, por tanto, la densidad de grabado debe aumentar hacia el centro del disco. Al ser la velocidad de giro del disco constante, la velocidad lineal del cabezal debe aumentar con el radio de la pista. Se suelen apilar varios discos separados por varios milímetros, para que las cabezas de lectura / escritura puedan circular entre ellos. A estos paquetes de discos se les llama “cilindros”.
Para localizar los sectores en las pistas se utilizan dos opciones. La sectorizacion dura, un metodo poco usado, consiste en definir el sector por un agujero al principio de este. El agujero es detectado por una celula fotoelectrica. Esto ocasiona que el numero de sectores por pista no se puede cambiar. Otro modo es usando la sectorizacion blanda, que esta mas extendida, permite que el usuario pueda definir el numero de sectores por pista.
En el nivel logico, hay que tener en cuenta como almacena el sistema operativo la información. El SO es el encargado de hacer accesible al sistema el espacio de alamacenamiento que le ofrece el nivel fisico. Añade a los datos que almacena, la suficiente información para realizar una gestion eficiente según el diseño propio del SO.
El SO realiza las siguientes tareas: Dar formato: No confundir con “borrar toda la información de un disco”, ya que solemos pensar que eso es lo que significa, pero nada mas lejos. Dar formato es la operación necesaria previo uso del dispositivo. Gracias a un formato, el ordenador sabe “como tiene que grabar” la información en un dispositivo. Guarda en el disco al que da formato las primitivas de lectura y escritura, necesarias para estas tareas. Existen varios tipos de formatos, como el FAT16 y FAT32 y otros mas modernos como el NTFS, que es usado por las ultimas entregas de los SO de Microsoft. Pero en otros sistemas como UNIX y Linux, se usan los formatos EXT sobre todo.
El formato utilizad por los SO suele almacenar en cada sector la siguiente información:
• Información para la separacion de sectores, ya que es necesario definir un principio y un fin de sector
• Etiqueta del sector: Almacena la direccion del sector y contiene el numero del disco, el del cilindro, el de la pista y el del propio sector. Asi, se distingue un sector de los demas del disco y ademas permite el acceso directo a la información de cada sector.
• Zona de datos: Se pone a cero cuando se le da formato.
• Codigo corrector de errores: Puede detectar y a menudo corregir errores en las etiquetas o los datos.
Grabacion de Información
La grabacion en los dispositivos magnetico se logra por la accion de un campo de polaridad invertible (Norte-Sur o Sur-Norte) que imanta la pista. Se utilizan diversos metodos:
• Grabado longitudinal: Es el mas usado y consiste en la magnetización paralela a la superficie y tangencialmente a la pista.
• Grabado transversal: La magnetización es paralela a la superficie pero perpendicular a la pista.
• Grabado vertical: es mas moderno y las densidades de grabacion son diez veces mayores. La magnetización es perpendicular a la superficie.
Operación del disco:
Las operaciones sobre el disco son las siguientes:
• Lectura
• Escritura
En cualquier caso se han de realizar los siguientes pasos:
Localizacion del sector: El cabezal llega directamente a la pista (cilindro) deseada, sin necesidad de recorrer todas en orden. Durante una operación de E/S el control de la unidad de disco debe recibir tres numeros: El cilindro que contiene la pista donde esta el sector, cabeza que accedera a ella y el numero del sector dentro de la pista. Al comienzo de cada sector de un disco estan escritos esos tres numero, y son la direccion.
Principales caracteristicas de los discos:
• Densidad de almacenamiento: Mide la información almacenada pos unidad de superficie. Tiene asocidadas varias magnitudes: la densidad lineal, que suele medirse en bits/pulgada en una pista (bpi). Y la densidad radial que son las pistas/pulgada (tpi).
• Velocidad de rotacion: Es la velocidad a la que gira el disco. Se expresa en revoluciones/minuto (rpm). Suelen estar estas cifras entre los 3600, 5400, 7200 y 10000 rpm.
• Tiempo de acceso: es el tiempo total que se tarda en obtener un dato; se divide en:
1. Tiempo de busqueda: Tiempo necesario para colocar el cabezal sobre el cilindro adecuado.
2. Tiempo de latencia: Es el tiempo necesario para que le dato buscado se coloque debajo del cabezal después de que este alcance la pista correcta. Puede ser 0 o el tiempo necesario para un rotacion completa del disco. La media es media revolucion.
3. Tiempo de transferencia: Es el tiempo necesario APRA transferirlos datos entre la cabeza de lectura y la CPU.
• Factor de entrelazado: A veces los discos duros son demasiado rapidos para algunos ordenadores. Por eso, es necesario aminorar la velocidad de transferencia de datos entre el ordenador y el disco. Los datos no se escriben de forma continua, sino con un factor de entrelazado. No se colocan los datos en sectores contiguos normalmente.
Discos flexibles
Es uno de los medios de almacenamiento mas utilizado debido a la facilidad de uso y al bajo precio de su fabricación. Tiene dos partes:
• Medio magnetico: Es un disco de plastico flexible con un agujero en el centro y cubierto con una capa fina de oxido magnetico. Un agujero perforado en el disco de plastico indica el comienzo del primer sector.
• Sobre protector: Hecho de un plastico rigido o semirigido y recubierto en el interior por un material antiestatico que protege del polvo parcas de dedos, etc… Tiene un agujero que permite el acceso a las cabezas de lectura/escritura.
Metodo de grabacion:
• Densidad simple (SD)
• Densidad doble (DD)
• Alta densidad (HD)
Dependiendo de si se usan una o las dos caras del disco: disco de cara unica o de doble cara. En los disquetes de 3’1/2’’, En doble densidad caben 720KB, mientras que en alta densidad caben 1.4 MB
Formato:
Ejemplo: un disco flexible para IBM PC bajo MS-DOS. En la pista 0 esta la información relacionada con el tipo de disco y su contenido.
• Primer Sector: Es el sector de arranque. Contiene detalles sobre el tamaño del sector, del disco… Si el disco es un disco de sistema, tambien se encuentra el programa de carga del sistema.
• Sectores segundo y tercero: Almacenan la talba de asignación de ficheros, (FAT). Cada elemento de esta tabla indica el estado de cada cluster (unidad de asignación de sectores): disponible, ocupado por fichero o defectuoso. Los ficheros de programas y datos se almacenan en clusters.
• Para aumentar la fiabilidad la FAT se copia en los sectores 4 y 5.
Discos Duros:
Una diferencia entre disquetes y discos duros es que los ultimos suelen tener varios platos mientras que los primeros suelen tener solo uno (la capacidad es mucho mayor). El acceso a los datos es mas rapido que en los disquetes. Los discos duros son fijos, es decir no se pueden extraer de la carcasa. Solo en teoria, porque siempre podemos coger un disco duro de un ordenador y enchufarlo en otro, la diferencia es que no es tan comodo como otros dispositivos como los USB.
El disco duro por fuera
Es una caja metalica cerrada herméticamente al vacio, para evitar que los discos magneticos que hay dentro se expongan a la accion del polvo y la suciedad. Poseen un conector de alimentación de cuatro hilos (normalmente el rojo es de +12 voltios para mover el motor que hace girar el disco, y el amarillo es de +5 para alimentar los circuitos de control. Los dos hilos negros del centro van a tierra. Por ultimo esta el conector de datos (BUS) se trata de un cable de muchos hilos que transmite los datos del disco duro a la placa base. En la interfaz IDE, una de las mas extendidas se usan 40 hilos, aunque las nuevas interfaces Serial ATA solo necesitan 6. Por ese cable llegan tambien las instrucciones para los circuitos de control que regulan las cabezas de lectura / escritura.
Particiones
Es habitual que queramos dividir el espacio que tenemos en el disco en dos unidades que en la practica funcionarian como dos discos duros, de tamaños fijos definidos por nosotros pero que estan en un solo dispositivo. Cada una de estas divisiones se llama partición.
Tarjeta controladora
El disco duro no suele conectarse directamente a la placa base, sino a traves de un circuito de control especial ue se coloca en uno de los conectores de tarjetas de extensión, ya sea por conector ISA o PCI. Existen diversos modelo de tarjeta consoladora. Si un disco dudo estap reparado para conectarse a una tarjeta de un tipo, nunca se debe utilizar una de un modelo diferente. Este es el caso de algunos discos duros SCSI, que deben de ir acompañados de su correspondiente tarjeta PCI. Pero la mayoria de los discos que no son SCSI no las necesitan.
Discos Opticos
Otro tipo de dispositivo de almacienamiento masivo son los discos opticos, que aprovechan las propiedades opticas de ciertos materiales para almacenar información. No son volatiles. Los discos opticos presentan una capa interna protegida, donde se guardan los bits mediante distintas tecnologías. Dichos bits se leen gracias a un rayo laser incidente. Este al ser reflejado, permite detectar variaciones microscopicas de propiedades opticas que ocurren como consecuencia de la grabacion realizada en la escritura. Un sistema optico de lentes encamina el haz luminoso y lo enfoca como un punto en la capa del disco que almacena datos.
Caracteristicas
• Capacidad de almacenamiento: Es por lo menos 10 veces mayor que un disco duro de igual tamaño, debido al carácter puntual del haz laser incidente y a la precision del enfoque optico del laser (mayor densidad lineal y mas tpi)
• Portables y seguros en la conservación de los datos.
• Bajo costo por byte almacenado
Metodos de almacenamiento
• Eliminación: La escritura se realiza bajo el efecto del calor generado por el rayo laser de escritura (mas fuerte que el de lectura), la composición quimica se derrite, indicando la presencia de un 0. La lectura es posible gracias al cambio de la distancia entre la cabeza de lectura y la superficie. Al aumentar esta distancia por estar la superficie derretida, indica un 0.
• Distorsion: La escritura por distorsion se hace con el calor del rayo de escritura que causa una deformación ( burbuja ) en la superficie reflectante. La lectura se realiza de manera similar que con el metodo de eliminación.
• Amalgama: La escritura se basa en que el rayo de escritura derrite la capa metalica que absorbe luz, dejando al descubierto una segunda capa que refleja luz. La lectura consiste en que cuando la luz se refleja es un 1 y en caso contrario un 0.
• Cambio de Estado: La escritura consiste en que el rayo laser cambie el estado amorfo del material en el que absorbe luz a su estado cristalino que refleja luz. La lectura se hace igual que en el amalgama.
• Polarizacion: La escritura se basa en que el rayo cambia las propiedades magneticas de la superfiecie metalica del disco. La lectura es posible gracias a la apreciación del sentido de la magnetización.
Las tecnicas de cambio de estado y polarizacion tienen la ventaja de que se pueden reescribir datos.
Arquitectura y funcionamiento
• Motor central: Hace girar el disco a gran velocidad.
• Motor de desplazamiento del cabezal: Mueve el cabezal de lectura radialmente bajo el disco.
• Cabezal de lectura: Permite la lectura del disco, y consta de: Un diodo laser, que genera un rayo laser de baja potencia. Un espejo, para redirigir el rayo laser hacia el disco. Unas lentes que enfocan el rayo laser para que impacte en un solo punto en disco y una celula fotoelectrica que detecta la presencia de luz (1 o un 0).
Unos ejemplos:
• CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory): Esta grabado masivamente por el fabricante. Son dispositivos de solo lectura, a partir de un “master” grabado con luz laser se realizan multimples copias obtenidas por inyeccion de material (sin usar laser). Son discos con una fina capa de aluminio reflectante entre dos capas transparentes protectoras. Dicha capa guarda en una cara 0´s y 1´s como surcos discontinuos que forman una sola pista en espiral. La espiral se lee con luz laser por la unidad de CD del usuario. Tienen una capacidad de 650 MB, que son 74 minutos de musica.
• DVD (Digital Versatile Disc): tiene el mismo tamaño fisico que el CDROM y se basa en la misma tecnología de grabacion y lectura. Puede almacenar hasta 16.7 GB, es decir, 4.7 por capa. Con dos capas y dos caras, 4 x (4.7) = 16.7. Aunque la mayoria de los Vds. Que veamos son solo de una cara y una capa, es decir, de 4.7 GB.
• CD-R (Recordable): Grabable una sola vez por el usuario. En la escritura, el haz laser sigue una pista en espiral preconstruida en una capa de pigmento. Donde el haz incide, su calor decolora para siempre el pinto de incidencia. En la lectura, esta capa deja pasar el haz laser hacia la capa reflectora dorada que esta mas arriba, reflejandose de forma distinta según el haz haya atravesado un punto decolorado o no: unos y ceros. Ambas capas estan protegidas por dos capas transparentes. Una vez escrito, puede leerse como un CDROM.
• CD-RW (Re-Writable): En algunos de ellos la escritura se raliza por cambio de estado, (cristalino a amorfo y viceversa) de los puntos de la capa del disco que guarda los datos. Es una tecnología puramente optica sin magnetismo.
|
|
|
