montaje1 unidad 8 dispositivos de almacenamiento

MONTAJE 1

Unidad 8

DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO

MONTAJE 2

ÍNDICE

• Dispositivos magnéticos.– Disquetes– Discos duros

• Dispositivos ópticos.– CD's– DVD's

• Dispositivos magneto-ópticos.

• Otros tipos de dispositivos.

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DISPOSITIVOS MAGNÉTICOS• Disqueteras

– Dos tamaños:• 5¼” (disquetes grandes, flexibles)• 3½” (disquetes pequeños, rígidos)

– Dos tipos:• DD (doble densidad)• HD (alta densidad)

– Estructura lógica interna:• Caras = lados físicos del disco• Sectores = porciones angulares (entre radios)• Pistas = división en anillos concéntricos al eje

pistasector

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– Capacidad = Sectores/Pista * Nº pistas * Nº caras * Tamaño sector

– Superficie física del disco óxido de hierro (material magnético)– Cabezal de lectura/escritura pequeño electroimán (gran

precisión)• Faja de datos transmisión en paralelo (señales eléctricas)• Sectores del disco transmisión en serie (polarización magnética)

Ø PISTAS SECTORES/PISTA SECTORES/DISCO CAPACIDAD

5¼”DD 40 9 720 360 KB5¼”HD 80 15 2400 1,2 MB3½”DD 80 9 1440 720 KB3½”HD 80 18 2880 1,44 MB

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– Proceso de lectura/escritura1. Anclaje y sujeción del disco dentro de la

unidad

2. Puesta en marcha:• Motor de giro del disco.• Motor de movimiento del cabezal de lectura/escritura.

3. Para escribir:• Corriente eléctrica cabezal polaridad magnética

4. Para leer:• Polaridad magnética cabezal corriente eléctrica

5. Vuelta al estado de reposo del disco

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– Características de una disquetera (FDD)• Sensibilidad

– Ancho de pista capaz de leer el cabezal ( densidad)

• Velocidad de rotación– 300 rpm, excepto en 5¼” HD (360 rpm)

• Centrado– Posición física del disco respecto al eje de giro (anclajes)

• Tangencia– Colocación cabezal lectura/escritura (¡pistas circulares!)

• Histéresis– Tolerancia de posicionamiento del cabezal sobre la pista– Depende de qué pista se viene (sensibilidad)

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DISPOSITIVOS MAGNÉTICOS• Codificación de la información

– Idea clave:• Polaridad magnética positiva “0”• Polaridad magnética negativa “1”

– Ejemplo.-+

-

0 1 1 0 0 1 0 1 0

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– Sistemas más avanzados• Mayor densidad de grabación (datos / pista)

– Modulación en Frecuencia (FM)• Dato “1” dos cambios polaridad (comienzo,

medio)• Dato “0” un cambio polaridad (comienzo)+

-0 1 1 0 0 1 0 1 0

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– Modulación en Frecuencia Modificada (MFM)• Dato “1” un cambio polaridad (medio)• Dato “0”

– Anterior=“0” un cambio polaridad (comienzo)– Anterior=“1” ningún cambio polaridad

+

-0 1 1 0 0 1 0 1 0

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DISPOSITIVOS MAGNÉTICOS• Discos duros

– Igual mecanismo que los disquetes– Mucha mayor capacidad de almacenamiento– Velocidad de rotación 15 ó 20 veces mayor

• Entre 3600 y 15000 rpm (típicamente, 5400 ó 7200)

– El cabezal de lectura/escritura “flota”• ¡No toca la superficie del disco!• En los disquetes, sí.

– Los discos duros no están “al vacío”• Hace falta el “colchón de aire”• Pero no puede haber partículas (“salas blancas”)

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– Realmente son varios discos, no uno solo.

– Cada disco, 3½” de tamaño:• En discos antiguos, 5¼” (“big foot”)

• En portátiles, 2” y 2 ½”

– La capacidad no va asociada al tamaño• Mayor densidad de grabación de datos

• Miniaturización de cabezales de lectura/escritura

– Material de soporte magnético• Óxido de hierro, Cobalto

• Base de aluminio, cerámica o vidrio

• Superficie pulida, antiadherente, recubrimiento adicional

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– Organización interna:• Plato = cada uno de los discos

– Cara 0 parte superior del primer plato– Cara 1 parte inferior del primer plato– Cara 2 parte superior del segundo plato– Cara 3 parte inferior del segundo plato– …

• Clúster = unidad mínima de información– Conjunto de varios sectores– Un fichero (como mínimo) un clúster– Un clúster no puede pertenecer a más de un fichero

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– Organización interna:• Pista = división concéntrica al eje de giro

– Pista nº 0 la más externa– Las pistas internas, “más pequeñas” (¿menos sectores?)

• Cilindro = conjunto misma pista, diferentes platos• Sector = porción angular en que se divide un plato

– Primer sector Sector nº 1 (no hay sector 0)– Los sectores de la pista nº 0 son “más grandes”

» Sin embargo, todas las pistas igual nº sectores» Tamaño sector densidad y técnica codificación» Típicamente, 1 sector = 512 bytes

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– Organización interna:• Cabeza = cabezal de lectura/escritura

– Normalmente, uno por cada cara de cada plato– Si son más, mayor velocidad del disco

Cilindro nº 1

Plato nº 1

Plato nº 2

Plato nº 3

Plato nº 4

Cara 0Cara 1

Cara 2Cara 3

Cara 4Cara 5

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– Otras características:• Tiempo de posicionamiento

– Tiempo de espera hasta poner el cabezal sobre la pista

– 1/3 del tiempo que lleva recorrer todas las pistas (9-12 msg)

• Tiempo de latencia– Una vez posicionado el cabezal sobre la pista

– Tiempo de espera hasta que “pase” el sector deseado

– Ejemplo.-• Velocidad de rotación = 3600 rpm

– tciclo = 60 / 3600 = 16,6 msg (regla de tres)

– tlatencia = tciclo / 2 = 8, 3 msg

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– Otras características:• Valor MTBF (“Medium Time Between Failures”)

– Fiabilidad del disco (tiempo medio entre fallos)– A mayor MTBF, mayor calidad (mínimo, 15000 horas)

• Valor TPI (“Tracks Per Inch”)– Relación tamaño disco / nº pistas– Diferente a densidad de información (bits / pulgada)

• Valor G– Resistencia a golpes (nº veces que soporta su propio peso)

• Tecnología SMART– Previsión de errores y fallos mecánicos (pérdida datos)

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– Capacidad de almacenamiento:• Nº Sectores * Tamaño sector * Nº cilindros * Nº cabezas

– Consideraciones:• Pistas de reserva para sustituir las defectuosas

• Pistas de arranque para “aparcar” los cabezales

• 1 MB 1000000 bytes

– Denominaciones en la BIOS:• CHS (“Cylinder, Head, Sector”) ¡hasta 500 MB!• LBA (“Logical Block Addressing”)• Large o ECHS (“Extended CHS”)

TAMAÑOS MAYORES

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– Opciones de configuración en la BIOS

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– Controladoras de disco estándares:• Bus IDE (norma ATA)

– Modo maestro / esclavo (“Master / Slave”)– Modo “Cable Select”– Norma ATAPI (“ATA Packet Interface”) CD-ROM

• Norma SCSI (“Small Computer Systems Interface”)– Bus más avanzado que el IDE– Mayor velocidad, mayor nº dispositivos, más caro

• Norma Serial ATA (SATA)– Mejoras en la transferencia de datos (150-600 MB/s)– Cableado aerodinámico, menos pines, mayor longitud

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DISPOSITIVOS MAGNÉTICOS• Discos duros – conectores

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DISPOSITIVOS ÓPTICOS• Características generales

– Sustitución de la tecnología electromagnética• Impulsos eléctricos impulsos luminosos• Diodo láser de infrarrojos, lentes, espejos,…• Almacenamiento información más estable

– No hay contacto físico los discos duran más– Acceso directo a los datos:

• Supera a sistemas de alta capacidad secuenciales

– Mayor densidad almacenamiento información:• Aprox. 100 veces más que en discos magnéticos

– Coste reducido

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DISPOSITIVOS ÓPTICOS• Características generales

– Dimensiones físicas:• Substrato circular de policarbonato• 120 mm. exterior, 15 mm. interior• 1,2 mm. grosor, 14 grs. peso

– Organización lógica:• Un única pista en espiral, de dentro a fuera.• Grabación datos densidad lineal constante

– Siempre el mismo número de bits por unidad de longitud– Mejor aprovechamiento del disco que en HDD

• Velocidad de rotación disco variable

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DISPOSITIVOS ÓPTICOS• CD (Compact Disc)

– Al principio, soporte almacenamiento musical.– Posteriormente:

• Datos informáticos• Imágenes• Vídeos

– Tipo permanencia datos:• CD-ROM sólo lectura• CD-WORM una escritura, múltiples lecturas (CD-R)• CD-WMRA múltiples escrituras (CD RW)

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– Capacidades soportadas:• 63 minutos 540 MB• 74 minutos 650 MB• 80 minutos 700 MB• Más capacidad… “Overburning”

– Tipos de unidades:• Lectoras CD-ROM• Grabadoras (CD-R) CD-WORM• Regrabadoras (CD-RW) CD-WMRA

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– Velocidad de las unidades:• <nº>x = tasa máxima de lectura (1x = 150 KB/sg)• <nº>x<nº>x = tasas máximas de lectura y escritura

– Mecanismo de grabación:• Dos tipos de áreas en la superficie del disco

– Zonas erosionadas por el láser (“pits”) Dato “0”– Zonas no erosionadas por el láser (“lands”) Dato “1”

• Diodo láser diferente al de las unidades lectoras• Diferente forma de “tapar” zonas erosionadas

– Unidades CD-R / Unidades CD-RW

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DISPOSITIVOS ÓPTICOS• DVD (Digital Versatile/Video Disk)

– Soporte similar al CD mayor capacidad• Menor distancia entre “pits” mayor densidad• Menor distancia entre pistas (¡el doble!)• Mayor precisión lectura/escritura diodo láser

– Capacidad inicial = 4,7 GB• Mejoras de aprovechamiento del sustrato

– Doble capa:» Dos niveles de profundidad, el 1º semitransparente» Diferente potencia diodo láser

– Doble cara

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DISPOSITIVOS ÓPTICOS

• DVD (Digital Versatile/Video Disk)– Tipos de DVD y su capacidad

– Estándares y variantes:• DVD-RAM / DVD-ROM• DVD+R / DVD-R

DVD CAPAS CARAS TAMAÑO (GB) TOTALDVD5 1 1 4,7 4,7 GBDVD9 2 1 4,7 + 3,8 8,5 GB

DVD10 1 2 4,7 * 2 9,4 GBDVD17 2 2 (4,7 + 3,8) * 2 17 GB

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DISPOSITIVOS MAGNETO-ÓPTICOS

• Características generales:– Sistema mixto

• Grabación magnética (previa preparación láser)• Lectura óptica

– En muchos casos, compatibilidad FDD• Mayor densidad almacenamiento

– Ejemplos.-• Floptical (formato 3½”, hasta 21 MB)• MiniDisc (> 1GB)• …

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OTROS DISPOSITIVOS• PENDRIVES:

– No son discos, sino módulos de memoria.– Actualmente, hasta 16 GB.– Conexión USB.– Se montan como discos duros extraíbles.

• Discos ZIP:– Tecnología magneto-óptica.– Copias de seguridad (100-750 MB).

• Unidades JAZ:– Discos duros removibles (1-2 GB).

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