perifericos

ESCUELA UNIVERSITARIA DE INFORMTICA DE SISTEMASUNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIN A DISTANCIA

Apuntes de la asignatura de:

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Dpto. de Informtica y Automtica

Preparados por:

Juan Carlos Lzaro Obensa

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1.- INTRODUCCIN ..........................................................................................11.1 Que son los perifricos?...................................................................................11.2 Aspecto comercial de los perifricos .................................................................51.3 Enlace con el procesador ...................................................................................51.4 Cmo ve el software a los perifricos? ............................................................61.5 Visto por el operador .........................................................................................81.6 Perifricos de E/S y perifricos de almacenamiento..........................................8

2.- PERIFRICOS DE ALMACENAMIENTO .......................................................112.1 Introduccin .......................................................................................................112.2 Tambores y discos magnticos ..........................................................................122.3 Cabezas por pista y movimiento de las cabezas ................................................132.4 Tambores y discos..............................................................................................132.5 Discos y cabezas mltiples ................................................................................142.6 Espaciado entre cabezal y disco.........................................................................162.7 Diseo de cabezas..............................................................................................182.8 Posicionamiento de la cabeza ............................................................................212.9 El medio magntico ...........................................................................................222.10 Grabacin de pulsos. Precompensacin..........................................................24

2.10.1 Superposicin lineal. Precompensacin. ................................................................. 25

2.11 Optimizacin del espacio. "Banding" .............................................................262.11.1 Mltiples bandas ..................................................................................................... 28

2.12 Formato de grabacin .....................................................................................302.13 Servopistas ......................................................................................................352.14 Formato de la pista..........................................................................................36

2.15 Entrelazado .....................................................................................................382.16 Tratamiento de errores ....................................................................................392.17 Clculo del CRC.............................................................................................42

2.17.1 Divisin polinmica por hardware .......................................................................... 422.17.2 Aritmtica en mdulo 2 ........................................................................................... 432.17.3 Divisin larga en mdulo 2 ..................................................................................... 43

2.18 Formato de alto nivel ......................................................................................442.19 Organizacin del disco en el S.O. DOS..........................................................45

2.19.1 Estructura lgica del disco ...................................................................................... 452.19.2 Organizacin de los discos ...................................................................................... 462.19.3 El registro de arranque (BOOT).............................................................................. 462.19.4 Tabla de localizacin de ficheros ............................................................................ 472.19.5 El directorio............................................................................................................. 482.19.6 El espacio de datos .................................................................................................. 50

2.20 El almacenamiento ptico...............................................................................502.20.1 El sistema ptico ..................................................................................................... 512.20.2 Seguimiento de la pista............................................................................................ 542.20.3 Control de enfoque .................................................................................................. 562.20.4 Rotacin del disco ................................................................................................... 582.20.5 Formatos de grabacin ............................................................................................ 59

2.21 Un nuevo formato: el DVD ............................................................................61

3.- INTERFACES SERIE Y PARALELO...............................................................633.1 Introduccin .......................................................................................................633.2 Problemas en las transmisiones serie.................................................................64

3.2.1 Sincronizacin de bit ................................................................................................. 643.2.2 Sincronizacin de carcter......................................................................................... 663.2.3 Sincronizacin de mensaje ........................................................................................ 66

3.3 Mtodos de E/S para comunicaciones serie.......................................................673.3.1 Mtodo asncrono...................................................................................................... 673.3.2 Mtodo sncrono........................................................................................................ 683.3.3 Regeneracin del reloj en el receptor ........................................................................ 68

3.4 Estndar de comunicacin serie RS-232 ...........................................................703.4.1 Variantes RS-422, 423 y 485 .................................................................................... 74

3.5 El interfaz MIDI.................................................................................................763.5.1 Un poco de historia ................................................................................................... 763.5.2 El hardware MIDI ..................................................................................................... 773.5.3 Protocolo de mensajes de MIDI ................................................................................ 79

3.6 Interfaces paralelo..............................................................................................813.7 El interfaz ST-506/412 ......................................................................................81

3.7.1 Generalidades............................................................................................................ 813.7.2 Cableado.................................................................................................................... 823.7.3 Seales y funcionalidad............................................................................................. 823.7.4 Ejemplo de implementacin: La tarjeta controladora WD1003-WAH ..................... 84

3.8 Interfaz ESDI .....................................................................................................863.9 Bus SCSI............................................................................................................87

3.9.1 Generalidades............................................................................................................ 873.9.2 Seales y funcionalidad............................................................................................. 883.9.3 Fases del bus SCSI .................................................................................................... 903.9.4 Fases de transferencia de informacin....................................................................... 923.9.5 Variantes sncrona y ancha ........................................................................................ 943.9.6 Condiciones especiales del bus ................................................................................. 94

3.10 Los interfaces Centronics e IEEE-1284 ..........................................................953.10.1 Introduccin y necesidad de la norma ..................................................................... 953.10.2 Modo compatible (Centronics convencional).......................................................... 973.10.3 Modo nibble ............................................................................................................ 9 83.10.4 Modo byte ............................................................................................................... 993.10.5 Modo EPP (Enhanced Parallel Port) ....................................................................... 1003.10.6 Modo ECP (Extended Capability Port) ................................................................... 1023.10.7 Negociacin de modo.............................................................................................. 104

3.11 Bus IEEE-488 .................................................................................................1063.11.1 Estructura del bus .................................................................................................... 1073.11.2 Examen funcional del bus........................................................................................ 1083.11.3 Protocolo de operacin............................................................................................ 111

4.- PERIFRICOS DE ENTRADA........................................................................1154.1 Teclados .............................................................................................................1154.2 Tipos de pulsadores ...........................................................................................116

4.2.1 Pulsador de lmina flexible ....................................................................................... 1184.2.2 Pulsador de bovedilla ................................................................................................ 1184.2.3 Pulsador elastmero .................................................................................................. 1194.2.4 Pulsadores Reed ........................................................................................................ 1194.2.5 Pulsadores capacitivos............................................................................................... 1204.2.6 Pulsador de efecto Hall ............................................................................................. 1204.2.7 Pulsador inductivo..................................................................................................... 122

4.3 Codificacin.......................................................................................................1224.3.1 Conexin a codificador ............................................................................................. 1234.3.2 Conexin matricial .................................................................................................... 1244.3.3 Exploracin secuencial.............................................................................................. 1264.3.4 Codificacin por microprocesador ............................................................................ 1274.3.5 Doble codificacin .................................................................................................... 128

4.4 Pulsacin simultnea de varias teclas ................................................................1284.4.1 Sobrepulsacin de dos teclas..................................................................................... 1294.4.2 Inhibicin de N teclas................................................................................................ 1294.4.3 Sobrepulsacin de N teclas........................................................................................ 129

4.5 Ratones y tabletas grficas.................................................................................1294.5.1 Funcionamiento bsico del ratn............................................................................... 1304.5.3 Tabletas grficas........................................................................................................ 132

4.6 Lectores de cdigo de barras..............................................................................1324.6.1 Simbologa de cdigos de barras............................................................................... 1334.6.2 Equipamiento de lectura............................................................................................ 135

5.- SISTEMAS DE VDEO...................................................................................1395.1 Introduccin .......................................................................................................1395.2 Generacin de la imagen en un TRC .................................................................1405.3 Estudio de un visualizador de barrido secuencial ..............................................142

5.3.1 La pantalla del visualizador....................................................................................... 1425.3.2 Sincronismo horizontal o seal H.............................................................................. 1455.3.3 Sincronismo vertical o seal V.................................................................................. 1455.3.4 Seal de modulacin de la intensidad del haz o seal Z............................................ 1455.3.5 Magnitudes significativas .......................................................................................... 147

5.4 Tipos de monitores ............................................................................................1485.4.1 Monitores mono y multi-frecuencia .......................................................................... 1485.4.2 Monitores analgicos y digitales ............................................................................... 1495.4.3 Entrelazado.............................................................................................................. .. 1495.4.4 Monitores de color .................................................................................................... 149

5.5 Controlador de pantalla......................................................................................1505.5.1 Memoria de pantalla.................................................................................................. 1515.5.2 El procesador grfico ................................................................................................ 152

5.6 Generacin de la seal de video.........................................................................1535.6.1 Generador de caracteres ............................................................................................ 153

5.6 Ejemplos de tarjetas ...........................................................................................157

6.- PERIFRICOS DE SALIDA ...........................................................................1756.1 Introduccin .......................................................................................................1756.2 Impresoras de impacto .......................................................................................176

6.2.1 Mquinas de escribir y teletipos ................................................................................ 1766.2.2 Impresoras de margarita ............................................................................................ 1786.2.3 Impresoras de barril................................................................................................... 1806.2.4 Impresoras de banda de cadena y de tren .................................................................. 1816.2.5 Impresoras de matriz de puntos ................................................................................. 1826.2.6 Impresoras de matriz de lneas .................................................................................. 1846.2.7 Impresoras de color de matriz ................................................................................... 185

6.3 Impresoras de NO impacto ................................................................................1866.3.1 Impresoras de chispa electrosttica ........................................................................... 1866.3.2 Impresoras electroqumicas ....................................................................................... 1866.3.3 Impresoras trmicas................................................................................................... 1876.3.4 Impresoras electrogrficas......................................................................................... 1876.3.5 Impresoras Lser ....................................................................................................... 1886.3.6 Impresoras LED, LCD y de deposicin de iones....................................................... 1896.3.7 Impresoras magnetogrficas ...................................................................................... 1906.3.8 Impresoras de inyeccin de tinta ............................................................................... 1906.3.9 Plotters de plumas ..................................................................................................... 1906.3.10 Plotters electrostticos............................................................................................. 192

6.4 Dithering o entramado .......................................................................................193

7.- SISTEMAS DE INSTRUMENTACIN Y CONTROL..........................................1957.1 Transductores y seales de campo.....................................................................195

7.1.1 Transductores de resistencia variable ........................................................................ 1967.1.2 Transductores de reactancia variable (capacitivos o inductivos)............................... 1967.1.3 Transductores generadores de carga.......................................................................... 1977.1.4 Transductores generadores de tensin....................................................................... 1977.1.5 Transductores generadores de corriente .................................................................... 1977.1.6 Transductores digitales.............................................................................................. 197

7.2 Sistemas de adquisicin de datos.......................................................................1977.2.1 Introduccin .............................................................................................................. 1977.2.2 Cuantificacin y codificacin.................................................................................... 1997.2.3 Muestreo y "aliasing" ................................................................................................ 200

7.3 Circuitos bsicos de un sistema de adquisicin de datos...................................2027.3.1 Amplificadores .......................................................................................................... 2027.3.2 Codificacin digital ................................................................................................... 2037.3.3 Conversores digitales/analgicos (D/A) .................................................................... 2047.3.4 Conversores analgico-digitales................................................................................ 2067.3.5 Multiplexores analgicos .......................................................................................... 2097.3.6 Circuitos de muestreo y retencin ............................................................................. 2107.3.7 Modos de conexin de un sistema de adquisicin de datos a un ordenador .............. 2117.3.8 Especificaciones y parmetros caractersticos........................................................... 212

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1.1 QUE SON LOS PERIFRICOS? El diccionario de la computacin de Oxford define a los perifricos como 'algn

dispositivo, incluyendo dispositivos I/O y almacenamiento que son conectados al ordenador'. Otraposible definicin es 'mquinas que pueden ser operadas bajo el control de una computadora'.

'Perifrico' es la contraccin del trmino 'Dispositivo perifrico', el cual podramos utilizarsiempre si no fusemos perezosos, ya que dispositivo perifrico es por supuesto un dispositivo queest en la periferia del ordenador, distinto del procesador central y la memoria principal, los cualesconstituyen la unidad bsica del ordenador. Los dispositivos perifricos son en alguna medidaopcionales de tal forma que un perifrico especfico no es esencial para el ordenador, pero stevera restringido su utilidad si no tuviera todos los perifricos. De esta forma, los perifricos sonbastante fciles de reconocer cuando vamos a comprar un ordenador. Son los 'extras' que debemosaadir al ordenador bsico. Algunos dispositivos perifricos pueden estar incluidos en la mismacaja que el ordenador bsico e incluidos en su precio. Diferentes modelos pueden variar slo segnla seleccin de los dispositivos perifricos que incluyan.

Usuario

Perifricosde entrada

O rdenador

Perifricos dealmacenamiento

Perifricosde salida

Procesador Memoria

Fig. 1.1 Perifricos de entrada, salida y almacenamiento

1

2 Introduccin

Desde el punto de vista funcional podemos dividir los perifricos en dos importantes clases,segn se muestra en la figura 1.1, en la que podemos diferenciar los dispositivos que comunican alordenador con el exterior (dispositivos de Entrada/Salida) y los que almacenan los datos fuera dela memoria principal del sistema. El trmino 'datos' es usado aqu en su sentido ms general,incluyendo tambin programas. En algunos de estos dispositivos los datos pueden ser borrados(por ejemplo los discos flexibles), mientras que en otros los datos son una parte permanente deldispositivo (como por ejemplo los discos pticos). Hay tambin casos en los que los dispositivosde almacenamiento son intercambiables y pueden ser considerados tambin como dispositivos deentrada/salida al permitir introducir en el sistema datos provenientes de otra mquina y almacenardatos que puedan ser introducidos en otro equipo. Este tipo de dispositivos, tambin est ms cercadel usuario, ya que es ste el que habitualmente realiza los intercambios. Sin embargo, no puedenser considerados como dispositivos de interfaz con el usuario ya que la informacin almacenada noes directamente interpretable por el usuario y requiere siempre una mquina para visualizarla, alcontrario de lo que sucede con las pantallas o las impresoras.

La frontera entre los dispositivos perifricos y el ordenador central no est totalmente definidaen muchos casos ya que debe existir la interfaz necesaria, compuesta a veces por dispositivos mscomplejos tales como canales, controladores de bus, procesadores perifricos especficos etc.Segn esto, un determinado componente lo consideramos o no perifrico segn la parte del sistemaque consideremos como unidad central. En su condicin ms extrema, perifrico sera todo aqueldispositivo o componente externo a la CPU y que no es necesario para el funcionamiento delordenador como tal. Sin embargo, determinados dispositivos, estn tan ntimamente relacionadoscon la arquitectura y comportamiento del sistema que su funcionamiento y especialmente surendimiento se vera considerablemente mermado sin ellos. A este grupo pueden pertenecer loselementos que se encargan del control de las interrupciones, controladores de DMA, controladoresde bus, etc. sin los cuales no es posible concebir un ordenador actual. No obstante no dejan de serelementos externos a la CPU, opcionales (al menos en la fase de diseo del sistema) y encargadoscada uno de ellos de una tarea especfica y siempre bajo el control del procesador central. Estaconsideracin de externos a la CPU debe entenderse desde una perspectiva funcional, ya quefsicamente pueden estar incluidos en el mismo circuito integrado del microprocesador,precisamente porque como se ha comentado, su influencia en el comportamiento global del sistemaes tan decisiva, que resulta difcil imaginar un ordenador actual, por simple que sea, que nodisponga de tales elementos. En el extremo opuesto, desde el punto de vista constructivo,podramos considerar como perifrico, a todo aquel dispositivo opcional externo a la carcasa quecontiene la unidad central de proceso, como puede ser un monitor de video o una impresora. Sinembargo, esta definicin tiene sus problemas. Imaginemos el caso de una unidad dealmacenamiento masivo, tal como una unidad de cinta, un dispositivo magneto-ptico, o un discoduro; cualquiera de estos dispositivos puede estar incluido en la carcasa de la CPU y tambinexisten versiones externas de los mismos. Obviamente tanto la versin externa como la interna deestos dispositivos es esencialmente la misma, salvo consideraciones de cables de conexin y fuentede alimentacin independientes, con lo que resulta chocante que segn elijamos una u otra versinel dispositivo es o no perifrico. No obstante esta definicin podra ser vlida para un usuarioelemental.

Queda claro pues que la definicin de perifrico viene condicionada por el nivel en el quevayamos a trabajar. Lo que para un diseador de sistemas puede ser un perifrico (por ejemplo elcontrolador de interrupciones), un usuario ni siquiera sabe de su existencia. En un caminointermedio se situaran los usuarios avanzados o programadores, que distinguirn nivelesintermedios de periferia.

A lo largo de este texto vamos a considerar una opcin intermedia global, centrndonos enel concepto de perifrico, como aquel dispositivo que permite una comunicacin de la unidadcentral de proceso con el exterior. Respecto a esta definicin maticemos dos conceptos clave queaparecen en la misma. Por una parte, el concepto de comunicacin debe entenderse en su sentido

1.1 Que son los perifricos? 3

ms general y no solo en el mbito de las comunicaciones telemticas, en las que la informacin seintercambia entre varios sistemas computadores. Tambin deben incluirse por tanto, aquellosdispositivos que permitan una comunicacin con el usuario, tales como monitores de video,impresoras, etc. Y respecto al concepto de exterior, consideraremos como tal todo aquello que estms all de la circuitera especfica de procesamiento y funcionamiento bsico,independientemente de que est ubicado dentro o fuera de la carcasa de la CPU. Es decir, todoaquello que est ms all del bus principal.

Una definicin ms precisa podra establecerse teniendo en cuenta que los procesadoresdisponen de instrucciones y/o seales de control del bus que son especficas pra realizaroperaciones de entrada/salida. Desde este punto de vista un dispositivo perifrico ser todo aquelque requiera este tipo de instrucciones o de seales de control para intercambiar informacin conla CPU (Unidad Central de Proceso).

Una vez vistas todas las definiciones o aclaraciones anteriores, podemos continuar ahora conla siguiente pregunta, por qu necesitan los ordenadores a los perifricos?. Claramente, losperifricos de Entrada /Salida (E/S) son para enlazar al ordenador con el medio exterior, con elusuario humano, y ms all del objetivo de este texto para la comunicacin entre mquinas. Sin losdispositivos perifricos E/S, no habra caminos para instruir al ordenador (asignarle tareas), nopodramos comunicarles datos y tampoco sera posible conocer los resultados por l producidos.De esta forma, los perifricos de E/S (y particularmente teclados, pantallas e impresoras) son defundamental importancia en los sistemas computadores.

Memoria principal(RAM)

-Rpida-Cara-Voltil

Almacen. Masivo(Disco / Cinta)

-Barata-No voltil-Lenta

Gestor dealmacenamiento

(Software delSistema

Operativo)

Procesador

Fig. 1.2 Almacenamiento en dos niveles

La necesidad de los dispositivos de almacenamiento, tanto de tipo masivo convencionalcomo de respaldo, resulta obvio. El almacenamiento principal del computador, conocido tambincomo memoria RAM (Memoria de Acceso Aleatorio), tiene que ser de acceso rpido y permitiraccesos aleatorios a su contenido siendo este tipo de almacenamiento caro. Para tener unasprestaciones razonables, algunos o todos los programas y datos que estn en uso en algn momentodeben ser retenidos en el almacenamiento principal; pero la mayora de los usuarios tienen todavams programas y datos que no son usados en ese instante, pero que deben ser almacenados dentrodel sistema para que estn disponibles en poco tiempo. Esto nos hace limitar el tamao de lamemoria principal, que es cara, y almacenar estos datos inactivos en sistemas menos caros y quedenominamos medios de almacenamiento masivo (fig. 1.2). Datos y programas son movidos (o

4 Introduccin

copiados) entre estos y la memoria principal cuando son necesarios. La mayora de las vecescuando un programa ha concluido su tarea otro ocupa el espacio que ocupaba en memoriaprincipal.

Una razn para el uso de medios de almacenamiento masivo es que el almacenamientoprincipal es voltil, lo que quiere decir que todo lo almacenado en l se pierde cuando laalimentacin es cortada o falla. Los datos son por lo tanto copiados o grabados en los medios dealmacenamiento masivo no voltiles, tan pronto como los programas terminan con ellos. Losprogramas no necesitan ser grabados, puesto que normalmente no sern modificados, de tal formaque si ellos fuesen copiados en la memoria principal desde el medio de almacenamiento masivo,ah permanecer el original, desde donde se podr recuperar tantas veces como sea necesario. Esteconcepto de dos niveles de almacenamiento fue introducido bastante pronto en el desarrollo de lascomputadoras de propsito general, y es casi universal hoy da. Ocasionalmente hay ms de dosniveles. Algunas veces, el usuario es consciente directamente o indirectamente de los dos niveles;por ejemplo, comenzando un programa tecleando su nombre por el teclado hace que ese programasea transferido desde el medio de almacenamiento masivo a la memoria principal antes de serejecutado. Anlogamente los comandos de salvar o guardar hacen que los datos sean copiadosdesde la memoria principal al medio de almacenamiento masivo para un uso posterior. Sinembargo, la mayora de las computadoras modernas van de alguna forma hacia la idea dealmacenamiento virtual donde el usuario no es consciente de la estructura de dos niveles. Para elusuario aparece entonces slo un nivel (almacenamiento o memoria virtual), y todas lastransferencias entre niveles son realizadas automticamente por el sistema operativo (el cmo lohace no es objetivo de este curso).

Memoria Pr inc ipal

Ordenador

Salvar Cargar

Otrosordenadores

Intercambiode datos

Back-up(Copia de segur idad)

Almacen.

Mas ivo

Almacenamientomasivo on l ine

Archivo

Fig. 1.3 Jerarqua de almacenamiento

Los perifricos de almacenamiento no se usan solamente para almacenamiento masivo sinoque pueden ser usados como un sistema intermedio en el movimiento de software y datos desdeuna mquina a otra segn se indica en la figura (1.3). En estas aplicaciones se han comenzado autilizar dispositivos de E/S, aunque es conveniente tratarlos an como perifricos dealmacenamiento. De hecho, quizs el mismo dispositivo sirve como medio de almaceamientomasivo; los disquetes en los ordenadores personales (PC) son un obvio ejemplo. Otros dispositivosde almacenamiento pueden ser usados para copias de seguridad o de respaldo ('backup') delalmacenamiento masivo, realizando un duplicado de los datos existentes por si los datos del mediode almacenamiento masivo se pierden debido a un fallo del sistema o por un error del programa odel operador. Es importante sealar que no debemos confundirnos entre los trminosalmacenamiento masivo y de respaldo. El almacenamiento masivo es una parte del trabajo dealmacenamiento del ordenador; los datos son grabados cuando ellos son copiados desde lamemoria principal al medio de almacenamiento masivo y aqu permanecen hasta que seanutilizados de nuevo. En contraste, los datos son copiados desde el medio de almacenamiento

1.2 Aspecto comercial de los perifricos 5

masivo hacia un nivel superior o memoria de respaldo y no es necesario sustituirlos a menos queexista un problema. Esto supondra un tercer nivel en la jerarqua de almacenamiento ynormalmente requiere la intervencin del operador, ya que las copias de seguridad se almacenanfuera del sistema, en algunos casos, en armarios blindados e ignfugos para que resistan cualquiereventualidad.

Un uso ms de los perifricos de almacenamiento son los almacenamientos fuera de lnea('off-line'), cuando los medios donde se almacenan los datos (tales como discos flexibles) puedenser separados del dispositivo perifrico y almacenados lejos del dispositivo que los grab. Estoreduce considerablemente el presupuesto de almacenamiento, de tal forma que slo los medios yno los mecanismos soportes son dedicados a un tipo de datos en particular. Un caso particular escuando los datos se vuelvan viejos y raramente sean usados, pero no obstante deben ser guardadospara el caso en que sean requeridos de nuevo. Es la solucin que se adopta habitualmente para lascopias de seguridad.

1.2 ASPECTO COMERCIAL DE LOS PERIFRICOS

Escoger un ordenador y el software que lo soporta puede llevarnos muchas horas y esfuerzo.El escoger el perifrico se considera a menudo como una tarea menor. Eso se vuelve una sorpresapara algunos usuarios que observan que los perifricos tienen un coste por encima de la mitad delcoste del hardware total del ordenador. Como ejemplo tomemos un pequeo ordenador, la mayorade los fabricantes dicen que su unidad bsica es mucho mejor que la de su competidor, pero elusuario tambin necesitar una pantalla, un teclado, y en menor medida discos y usualmenteimpresora; todo esto junto costar ms de la mitad del sistema unitario, y tendr un mayor efectoen el rendimiento del sistema en la mayora de las aplicaciones. De esta forma, algunos usuarios (ydiseadores de sistemas) conocen mucho menos de los perifricos que de su procesador central ymemoria principal.

1.3 ENLACE CON EL PROCESADOR

El lmite preciso entre dispositivos perifricos y la unidad bsica no es siempre fcil dereconocer. Una circuitera fsica, no un software, es necesario para convertir las instrucciones ydatos manejados por el procesador central del computador en una forma en la que pueda ser usadapor el perifrico. Esta circuitera lgica puede ser dividida a menudo en una seccin que es comna muchos tipos de perifricos y otra seccin que es especfica de un tipo de perifrico. Una oambas de estas secciones pueden estar contenidas en el 'sistema central', y en realidad la primeraseccin puede estar completamente integrada con ella. La segunda seccin est a menudocontenida en el dispositivo perifrico, o puede estar en una unidad separada.

Un perifrico puede requerir cuatro tipos de recursos de la Unidad Central: Memoria,direcciones de I/O, lneas de interrupcin y algn canal de DMA (Acceso Directo a Memoria). Unperifrico particular puede no necesitarlos todos, dependiendo de sus caractersticas yprestaciones. Algunos de estos recursos son abundantes y pueden ser asignados sin muchosproblemas a un perifrico partcular, sin embargo otros son escasos y requieren una asignacin mselaborada ya que por regla general, un mismo recurso no puede ser asignado a ms de undispositivo, ya que podran producirse conflictos que ocasionaran un mal funcionamiento de todoel sistema.

Estas asignaciones de recursos pueden resultar un quebradero de cabeza cuando se aade unnuevo dispositivo al sistema. Esto ha provocado que durante los ltimos aos se hayan dedicado

6 Introduccin

considerables esfuerzos por parte de los fabricantes para minimizar los conflictos que aparecen alrealizar el reparto de recursos entre distintos perifricos. Como resultado, han surgido lasespecificaciones Plug & Play (Enchufar y Listo) para ordenadores personales tipo PC yespecialmente el bus PCI que lo incorporan actualmente diferentes sitemas con arquitecturasdistintas.

Son los fabricantes de ordenadores los que permite escoger los perifricos que se puedenconectar a cada computadora y sus caractersticas. El usuario puede tambin cambiar losperifricos de una computadora a otra, lo cual significa reemplazar el procesador, corazn delsistema, sin tener que comprar un juego completamente nuevo de perifricos. Para hacer esto fcil,los constructores definen interfaces entre la unidad bsica y sus perifricos. Cada uno de losnuevos procesadores centrales, y cada uno de los nuevos perifricos pueden ser entonces diseadospara emparejarse a una interfaz predefinida. Cuando un fabricante quiere que todos sus clientescompren sus perifricos, utiliza comnmente interfaces que son exclusivos de esta compaa y nopublica sus especificaciones. Afortunadamente, sta actitud se est volviendo menos comn, y lamayora de los ordenadores usan interfaces que estn publicadas y a menudo desarrolladas por unconsorcio o conjunto de empresas que se comprometen a apoyar la norma fabricando equipos quela utilicen. Este tipo de interfaces son publicados como normas estndar, aprobadas por distintosorganismos de normalizacin como IEEE, ANSI, ISO o CCITT quedando por tanto controladospor conjuntos independientes y disponibles para todos los fabricantes que lo deseen. As, elusuario puede comprar su computadora y perifricos de fabricantes diferentes.

La interfaz de perifricos debe situarse en alguna parte entre el bus principal de la unidadbsica y el mecanismo del dispositivo perifrico, pero dentro de estos lmites hay un ampliomargen de variacin. Puede haber igualmente dos interfaces en cascada; de esta forma, lacircuitera lgica que enlaza el dispositivo perifrico a la unidad bsica es escindida en tres, no endos secciones. En este caso, la seccin cercana a la unidad bsica servira para todo tipo deperifricos; la seccin intermedia que puede describirse como 'interfaz adaptadora', puedeconcebirse para un tipo de perifricos -por ejemplo discos magnticos- y la tercera estar dedicadaa un modelo particular de ese tipo.

Esa parte del circuito lgico, que controla a un dispositivo perifrico es usualmenteconsiderada como una parte de ese dispositivo y se describe como dispositivo controlador paradistinguirla del mecanismo del dispositivo (partes electromecnicas). Sin embargo, la divisin nosiempre es tan clara como sta. Aunque el dispositivo controlador est a menudo dentro de lamisma carcasa que el mecanismo, no es necesariamente as siempre, particularmente cuando elcontrolador es compartido por dos o ms mecanismos. Incidentalmente, el trmino controladorperifrico es ambiguo y por lo tanto es mejor evitarlo. En algunos casos se utiliza para describir eldispositivo controlador y en otros para describir la unidad que se encuentra ms cerca de la unidadbsica y soporta la mayora de sus perifricos.

1.4 CMO VE EL SOFTWARE A LOS PERIFRICOS?

En las primeras computadoras las ventajas de los interfaces y protocolos definidos entre launidad bsica y los perifricos no fueron siempre suficientemente apreciados, y en algunos casosel programador de aplicaciones tuvo que conocerlo todo acerca del modo de trabajo de cadaperifrico. Por ejemplo, haba que estar seguro del tiempo que ha de transcurrir entre sucesivoscomandos del dispositivo lo que constitua un inconveniente. Una solucin que es ms o menosuniversal hoy da, fue delegar el manejo de todos los perifricos al sistema operativo. Los detallesvaran de un sistema operativo a otro, pero en general la aplicacin llamar al sistema operativodndole el dato a transferir entre la memoria principal y el perifrico especificado. Cuando hayvarios perifricos del mismo tipo, el sistema operativo puede decidir cual de ellos es usado.

1.4 Cmo ve el software a los perifricos? 7

Una tarea del sistema operativo es identificar un dato en trminos de su direccin en lamemoria principal. Tambin puede necesitarse determinar la direccin del dato dentro deldispositivo perifrico (por ejemplo en discos magnticos) aunque esto no es necesario condispositivos serie, tales como impresoras. La direccin puede ser la localizacin actual en elalmacenamiento medio: direccin fsica. Sin embargo, esto significa que el sistema operativo debeconocerlo todo acerca del dato en el medio de almacenamiento (el cual vara desde un dispositivo aotro), y deben tenerse en cuenta tambin posibles defectos en el medio de almacenamiento debidoal movimiento de datos y algunos otros de localizacin. Las ltimas tendencias se han dirigidohacia dispositivos perifricos inteligentes, particularmente los medios de almacenamiento masivo.stos detectan sus propios defectos y almacenan un registro detallado de la localizacin de losmismos dentro del dispositivo. El sistema operativo slo necesita conocer la direccin lgica. Elsistema operativo ve al perifrico como un dispositivo mucho ms simple, consistiendo en unasecuencia simple de bloques lgicos de longitud fija. La gran ventaja de esto es que el sistemaoperativo se vuelve ms independiente del diseo de perifricos. Todo lo necesario para conocer elnmero y tamao de los bloques lgicos y funciones -tales como lectura y escritura- puederealizarlo el dispositivo. Los perifricos inteligentes permiten que el sistema operativo lesinterrogue para conseguir informacin, ya que sta no necesita ser construida dentro del sistemaoperativo.

Tanto si el perifrico es inteligente o no, el sistema operativo no necesita conocer la formafsica de la interfaz entre la unidad bsica y los perifricos; como puede ser el cableado usado,niveles de voltajes que representan las seales, etc. ya que todo eso est dentro del hardware. Esehardware puede incorporarse en realidad al microprocesador con su propio software o 'firmware'(microprogramas almacenados permanentemente) pero esto no nos concierne ahora. Hasta ahora,tal y como hemos concebido el sistema operativo, los dispositivos perifricos aparecen como unaserie de registros y una posible fuente de interrupciones; el sistema operativo pone comandos ydirecciones en estos registros, o en algunos de ellos y el perifrico va interfaz hardware, da larespuesta (a menudo llamado 'status') en el mismo registro, o algunos diferentes, dndole alsistema operativo la informacin que pueda necesitar.

El sistema operativo no es afectado normalmente por la transferencia de datos entreperifrico y memoria ya que eso es manejado automticamente por el dispositivo y el soportehardware. En muchos sistemas este hardware tiene un camino especial conocido como 'DirectMemory Access' o DMA separado del usado por el procesador central segn se indica en la figura1.4.

Aplicacin

SistemaOperativo

Interface

Dispositivoperifrico

Control Datos

MemoriaPrincipal

DMA

Nombre de fichero +direccin de transferencia

Direccin de almacenamiento+ direccin de perifrico

Datos

Datos

Fig. 1.4 Transferencia de datos al perifrico de almacenamiento

8 Introduccin

Sin embargo, el sistema operativo (y algunas veces las aplicaciones software) necesitanconocer cuando se han completado las transferencias. El sistema puede especificar esto teniendo eltiempo de transferencia en el 'firmware' de la mquina o del dispositivo (set-up de arranque). Sinembargo resulta mucho ms eficiente la generacin de una interrupcin para notificar lafinalizacin de una transferencia, pero alternativamente un estado puede ser activado; esto es unbit simple en el registro o localizacin de memoria. El sistema operativo puede escoger un instanteadecuado para mirar el estado, normalmente justo antes de cada nuevo acceso.

El nmero, tamao y nombre de los registros vara desde un sistema a otro. y puedenencontrarse dos soluciones distintas que son conocidas como mapeados en memoria y mapeada enpuertos o mapeado independiente. En la primera solucin, el sistema dispone de un nico espaciode direccionamiento compartido para la memoria y para los puertos de entrada/salida; cualquierdireccin puede ser utilizada para memoria o para un registro de E/S. Los sistemas que incorporanla segunda solucin, disponen de un espacio de direccionamiento para memoria y de otroindependiente para los registros mantenindose separados a nivel fsico. El acceso a uno u otroespacio de direccionamiento va gestionado por las seales de control. Tanto en los sistemas queutilizan puertos mapeados en memoria como aquellos que emplean mapeado independientedisponen de instrucciones distintas para acceder a puertos o a memoria, lo que permite activardistintas seales de control en el bus.

1.5 VISTO POR EL OPERADOR

Los programas de aplicacin pueden no necesitar conocer qu dispositivo perifrico estenlazado con l, pero el usuario -tanto si es un operador a tiempo completo como si es un usuariocasual- tiene una interaccin ms prxima por lo que es conveniente que el usuario se comuniquecon el ordenador de forma conveniente. Los dispositivos de E/S existen principalmente paracomunicarse con los humanos. Es igualmente importante para el usuario conocer qu se puedeesperar de ellos. Los perifricos de almacenamiento son menos interesantes para el operador,especialmente si el medio de almacenamiento no es intercamdiable. Por ejemplo, el usuario de uncomputador personal puede ignorar la presencia de un disco duro fijo, excepto quizs si se ve laluz intermitente, lo cual significa muy poco para l. Donde el medio de almacenamiento puede serextrado, como los discos flexibles, las cintas magnticas o los discos magneto-pticos, el operadores consciente de la existencia dispositivo. Como en comentarios anteriores, en este caso eldispositivo de almacenamiento est en efecto comenzando a ser utilizado como dispositivo de E/S.

Al comienzo, cuando todas las computadoras tenan operadores cualificados, los perifricosno siempre eran fciles de usar. Adems de la dificultad para cargar el papel en las impresoras y delas cintas magnticas, el operador tena un nmero de control para cada dispositivo y tena queconocer la secuencia correcta para su uso. Hoy da, la mayora de los perifricos han sidoconstruidos para ser usados fcilmente, particularmente por el uso de cartuchos facilmenteintercambiables. Tambin los controles manuales han sido simplificados o eliminados.

1.6 PERIFRICOS DE E/S Y PERIFRICOS DE ALMACENAMIENTO

Ya hemos hecho notar la diferencia entre estas dos clases principales de perifricos. Losperifricos de E/S existen fundamentalmente para llevar informacin dentro o fuera del sistemacomputador. Usualmente la informacin es llevada hacia o desde el usuario. Hemos excluido losdispositivos de comunicaciones, los cuales pasan mensajes hacia o desde otro computador, ytambin hemos excluido los sensores y actuadores usados en procesos de control y que se vernbrevemente al final.

1.6 Perifricos de E/S y perifricos de almacenamiento 9

Por otra parte, los perifricos de almacenamiento son usados para guardar informacin queser usada de nuevo por el sistema computador. El medio de almacenamiento (usualmente disco ocinta) est dentro del dispositivo perifrico, y no es necesaria la intervencin del operador; lacomputadora tiene un control completo sobre l. Sin embargo, cuando el medio es removible,puede ser desmontado por el operador y almacenado en cualquier parte, y por lo tanto el mismodispositivo puede almacenar informacin adicional en nuevas unidades.

Hemos de sealar tambin cuando el volumen es retirado o separado del perifrico pudiendoser cargado en otro perifrico de modo que sirve para diferentes sistemas computadores. En esecaso cada uno de los perifricos actuantes, tan lejos como sea de su propio sistema es concebidocomo un dispositivo de E/S. Esto es particularmente significativo en el caso de programas, loscuales estn casi siempre en cinta o disco magnticos, y ms recientemente en disco ptico.

Hay otras maneras de dividir el espectro de dispositivos perifricos, y una de las msimportantes (para programadores e ingenieros, no para usuarios finales) es emparejar fielmente ladivisin entre perifricos de E/S y almacenamiento. En este caso se tiene en cuenta el tamao de launidad en la cual los datos son transferidos entre la unidad bsica y el perifrico y las dos clasesson la transferencia de bloques y de caracteres.

Cuando usamos una mquina de escribir, cada uno de los caracteres es transferido al papeltan pronto como presionamos la tecla correspondiente. Usualmente, es lo mismo que cuandousamos el teclado y la pantalla del ordenador, aunque de hecho, esto no significa que sea tansencillo como parece. En cada caso los datos son transferidos carcter a carcter, cadatransferencia es una operacin separada, pudindose teclear muchos o pocos caracteres, comoescojamos.

Cuando los datos son intercambiados entre la unidad bsica y los discos o cintas, latransferencia no se realiza de la misma forma. En este caso la unidad bsica no transfiere uncarcter cada vez, sino que cada operacin involucra la transferencia de un bloque de datos,formado con un conjunto de caracteres o bytes. En el caso de discos, la unidad puede ser descritacomo sector; hay una diferencia de hecho entre bloques y sectores, pero no necesitamosconcentrarnos en esto ahora. Habitualmente, aunque no es necesario, todos los bloques de unmismo medio son de la misma longitud, y la longitud tpica de los bloques es 512 bytes. De staforma, tanto si el usuario (o ms bien el sistema operativo) slo necesita transferir un carcter ovarios, la transferencia es de un bloque completo. Si no hay datos suficientes para completar elbloque, el resto de las localizaciones de carcter son llenados con caracteres, los cuales pueden serreconocidos como tal, pero no tienen otro significado. Si por el contrario, la informacin atransferir excede el tamao de un bloque, se dividir en tantos bloques como sean necesarios paratransferirlos luego en secuencia de forma iterativa. En este caso el ltimo bloque puede quedarincompleto y se necesitarn caracteres de relleno.

En general, los perifricos E/S transfieren datos en caracteres mientras que los perifricos dealmacenamiento transfieren en bloques aunque esto no es una regla invariable. En particular,discos y cintas usan casi invariablemente transferencias de bloques aun cuando sean usados paratransferir datos dentro o fuera del sistema.

Existen varias razones por las que los dispositivos se disean para transferir datos enbloques en lugar de caracteres individuales pero como norma general se usa transferencia debloques cuando hay movimiento continuo del medio hacia o desde el cual se transfiere el dato . Unejemplo simple es el de la cinta magntica. El movimiento de la cinta no puede comenzar o pararinstantneamente. En un dispositivo tpico la cinta se mueve normalmente ms de un centmetrohasta alcanzar su velocidad de trabajo y otro tanto mientras se para. As, si hemos escritocaracteres individualmente podramos escribir solamente un carcter por pulgada mientras que unacinta magntica es capaz, de hecho, de almacenar varios miles de caracteres por pulgada. Para usar

10 Introduccin

una cinta eficientemente una vez que hemos comenzado a moverla debemos escribir muchoscaracteres antes de que se pare. Esto se hace por medio de un espacio de almacenamiento dedicadollamado 'buffer' (memoria tampn o memoria intermedia) en el que se recogen los caracteressuficientes para formar un bloque. Se escriben todos los caracteres tan rpido como el dispositivopermita y la cinta se para cuando el 'buffer' se vaca. Esto es una versin simplificada de la formaen que se usa en la prctica una cinta. As, la cantidad de datos que nosotros transferimos en unaoperacin es un bloque, y aunque el 'buffer' tiene un tamao fijo es obviamente ms eficiente(aunque no esencial) si se hace la longitud de cada bloque igual al tamao del 'buffer'. En el casode los discos, la situacin es similar aunque los platos giratorios estn rotando constantemente.Para acceder un dato concreto, la cabeza debe realizar una secuencia de movimientos, quepermitan localizar primero el fichero a travs de la jerarqua de ficheros y luego el caracterconcreto dentro del fichero. Esto implica una secuencia de pasos que involucran dispositivosmecnicos y por lo tanto son lentos con respecto a las transferencias pueramente electrnicas.Resulta por lo tanto ms conveniente la lectura o escritura de bloques completos.

Esta memoria intermedia o buffer puede estar constituda por una memoria fsicamenteindependiente aunque lo ms habitual es que una parte de la memoria principal de trabajo sereserve para esta tarea. Si se emplea esta segunda posibilidad, la reserva de memoria as como lastransferencias entre sta y la memoria principal o el dispositivo es gestionada por el sistemaoperativo. Cuando se trata de una memoria fsicamente independiente, reside normalmente en elpropio perifrico y es gestionada por el hardware del mismo como una cola o memoria FIFO(Primero en Entrar, Primero en Salir).

Existe otra importante razn para transferir datos en bloques y es el tratamiento de errores,tanto para deteccin como para su posible correcin. Al realizar la recuperacin de datos de undeterminado dispositivo, pueden haberse perdido o daado debido a algn defecto en el medio dealmacenamiento. Existen mtodos para codificar redundantemente datos, en otras palabras, conms bits que el mnimo nmero necesario para transportar la informacin, que permiten recuperardatos que se han perdido. Estos mtodos slo son efectivos cuando los caracteres se hantransferido en bloques.

3HULIpULFRVGHDOPDFHQDPLHQWR

2.1 INTRODUCCIN

Los perifricos de almacenamiento tienen varios usos. El ms importante es como medio dealmacenamiento masivo, donde se almacenan datos y programas, y necesitan estar directamenteaccesibles al ordenador. Esto tiene un doble propsito, por una parte, reducir la capacidadnecesaria en la memoria principal del ordenador, que es cara, y por otra garantizar la retencin dela informacin cuando cae la alimentacin del sistema, en cuyo caso el contenido de la memoriaprincipal, se pierde. La segunda funcin de los perifricos de almacenamiento es el de almacenaruna copia de salvaguarda o respaldo ("back-up"), es decir, hacer una copia duplicada de los datosdel medio de almacenamiento masivo, para seguridad. Los dispositivos de almacenamiento paraesta segunda funcin tienen medios intercambiables, de muy alta capacidad y de coste reducido. Elprincipal inconveniente de este tipo de dispositivos es su velocidad de acceso. Los perifricos dealmacenamiento con medios separables se pueden usar tambin para permitir la entrada deprogramas al sistema, y la transferencia de datos de un sistema a otro. Esto requiere que ambossistemas puedan manejar el mismo tipo de medios, y puedan entender la informacin grabada enl. Existen formatos estndar para asegurar esto (formatos definidos normalmente por el sistemaoperativo).

Los perifricos de almacenamiento difieren de la memoria principal del ordenador,especialmente en la no volatilidad (no necesitan alimentacin para retener la informacinalmacenada), tienen costes ms reducidos por megabyte almacenado, y considerablemente mslentos en trminos de tiempo de acceso. Se alcanza este bajo costo, usando medios dealmacenamiento en forma de superficies bidimensionales continuas. Uno de los problemas de estetipo de medios es que no disponen de celdas predefinidas para almacenar los datos, y esta debeincorporar tambin la informacin necesaria para poder distinguir las distintas celdas dealmacenamiento durante los procesos de lectura. Se dispone un pequeo nmero de puntos deacceso, o cabezas (a menudo una sola); la cabeza o la superficie, o ambas, estn en movimientopara hacer coincidir la cabeza y el dato requerido en un mismo punto; por este motivo, el trminode almacenamiento dinmico se usa algunas veces. Esto significa que los perifricos dealmacenamiento, a diferencia del almacenamiento principal, son dispositivos electromecnicos conpartes en movimiento, lo que les hace menos fiables que los puramente semiconductores. Existendispositivos de almacenamiento no voltil de naturaleza puramente electrnica o basada ensemiconductor y con unos tiempos de acceso inferiores pero su elevado coste restringenotablemente su rango de aplicaciones. Otro problema, es que no es posible asegurar que el medio

11

12 Perifricos de almacenamiento

de almacenamiento est completamente libre de defectos sin que el coste se vea fuertementeincrementado. Por esta razn, todos los perifricos de almacenamiento hacen alguna previsin paradetectar errores en los datos almacenados, y tambin para corregir estos errores.

La mayora de los dispositivos de disco se basan en la tecnologa de grabacin magntica.Despus de ms de 40 aos de desarrollo esta tecnologa puede considerarse, al menos en susfundamentos, como una materia estable y madura. En todo almacenamiento magntico sedistinguen dos procesos: lectura y escritura.

Todo medio de almacenamiento, se basa en la alteracin de alguna propiedad de un mediomaterial. Si esta alteracin es reversible el medio puede almacenar distinta informacin endistintos momentos. Si no lo es, tan slo se podr grabar una vez y la informacin permanecer enel medio en el futuro. La propiedad que emplean los dispositivos magnticos, es la orientacin delos dominios magnticos de un material ferromagntico. Los materiales ferromagnticos tienen laparticularidad de que los dominios magnticos, que son las porciones de material ms pequeasque tienen una misma orientacin de su campo magntico, pueden ser orientados por un campomagntico externo y mantienen esta orientacin cuando el campo magntico desaparece. En esto sedistinguen de los medios diamagnticos en los que los dominios vuelven a sus posiciones inicialescuando el campo externo desaparece. Si posteriormente se aplica un campo magntico en otradireccin los dominios o dipolos magnticos se reorientan de acuerdo al nuevo campo. Es portanto un proceso reversible y como consecuencia los materiales magnticos pueden alterarse tantasveces como se desee.

2.2 TAMBORES Y DISCOS MAGNTICOS

Los medios de almacenamiento masivo han sido una parte esencial de los sistemascomputadores, desde el inicio de estos. El primer medio de almacenamiento masivo que se us, fueel tambor magntico, el cual desemboc en los discos magnticos, que han sido el pilarfundamental del almacenamiento masivo de los ordenadores desde los aos sesenta. En losnoventa, los almacenamientos magnticos estn sufriendo un serio cambio hacia elalmacenamiento ptico. En la actualidad, los discos magnticos son an los dispositivos dealmacenamiento ms usados, y de hecho, con el teclado y la pantalla, el ms comn de todos losperifricos. La importancia de este tipo de dispositivos est avalada por varias razones:

Todos los sistemas informticos disponen de algn disco duro. Es uno de los sistemas de almacenamiento ms experimentado, debido en parte a ser de

los ms antiguos. Presentan un compromiso interesante entre coste y prestaciones. Tienen una influencia considerable en las prestaciones globales del sistema completo. Es uno de los puntos ms crticos y ms dbiles del sistema.

Las caractersticas bsicas que tiene un medio de almacenamiento masivo son: novolatilidad, y menor coste en comparacin con la memoria principal de la computadora. Lostiempos de acceso son mucho mayores que los de la memoria principal, a veces se vuelvendemasiado grandes y limitan el rendimiento del sistema. La transferencia de datos hacia y desde launidad bsica debe ser razonablemente rpida con velocidades que varan entre 10 Mbytes y 80Mbytes por segundo e incluso superiores en sistemas de ltima generacin. Estos parmetros seconsideraban bastante buenos, hasta que apareci un serio competidor en los primeros discospticos, surgidos en el mercado a finales de los 80.

Los almacenamientos magnticos son intrnsecamente no voltiles, y las tecnologas degrabacin magntica han ido evolucionando desde las cintas utilizadas en las primeras

2.3 Cabezas por pista y movimiento de las cabezas 13

computadoras, que tenan tiempos de acceso bastante elevados (hasta de minutos). Los cortostiempos de acceso requeridos por la unidad bsica, hacen necesario ir directamente al dato buscadosin que se tenga que pasar por otros (como sucede en la cinta, en la que el acceso es secuencial).Para estos requerimientos, las formas convenientes son los discos y tambores, y los dispositivosque utilizan esta forma de medio se describen como dispositivos de almacenamiento de accesodirecto o DASD ('Direct Access Storage Device').

La distincin entre RAM ('Ramdom Access Memory'), y el DASD , es que el primeroaccede de forma inmediata a cualquier byte de datos requerido, mientras que el DASD accede sloa un bloque que contiene tpicamente un Kbyte de datos, ms o menos. El bloque se transfiereentero a la RAM, y slo entonces la unidad bsica puede acceder a bytes especficos. El acceso alos bloques sin embargo es totalmente aleatorio pudiendo acceder a cualquiera de ellos sin tenerque pasar por otros. No obstante, este acceso a los bloques de un determinado fichero no estotalmente directo puesto que el sistema debe localizar primero la ubicacin del archivo y sudistribucin sobre el soporte magntico. Para poder acceder a esta informacin el sistemaoperativo debe consultar la estructura jerrquica de su sistema de archivos, que obviamentetambin estar almacenada en el medio magntico, pero una vez consultada esta tabla y localizadoel fichero, el acceso a un bloque concreto puede hacerse de forma directa sin necesidad de recorrerotros bloques del mismo. Esta situacin no es posible en el caso de las cintas magnticas decualquier tipo, donde para que la cabeza de lectura alcance un determinado bloque dentro delfichero ha tenido que recorrer todos los bloques anteriores aunque no sean ledos y transferidos alsistema principal.

Hay tambin varias formas cualitativas, en las que se pueden clasificar los DASD. Unaforma de distinguir los dispositivos es clasificndolos en medios flexibles y rgidos; otra es entredispositivos en los que se puede intercambiar el medio y en los que ste permanece fijo en su sitio.Normalmente, los discos realizados con material rgido son fijos, por lo que se les ha dado enllamar discos duros, aunque no tardaron en disearse los discos extrables con material rgido.Junto a los discos rgidos, se desarroll otro tipo de discos que utilizaban medios flexibles,tpicamente llamados disquetes ('floppy disk').

2.3 CABEZAS POR PISTA Y MOVIMIENTO DE LAS CABEZAS

Un rasgo fundamental en el diseo de los dispositivos de acceso directo, en contraste con losde acceso secuencial, es que los datos estn almacenados en un gran nmero de pistas separadas,cada una de las cuales almacena slo unos pocos Kbytes de datos. Los accesos rpidos seconsiguen permitiendo que se acceda a cualquier pista, escrutndose los datos secuencialmente.Los primeros dispositivos de acceso directo en los que ocurra esto antes que los discos eran lostambores, y aparecieron en dos versiones. En la primera versin tenan cabezas separadas paracada una de las pistas, a menudo varios cientos de cabezas. Esto se dio en llamar tambor de cabezapor pista. En otra versin, una cabeza simple, o un pequeo grupo de cabezas, poda moverseparalelamente al eje del tambor, para enfrentarla a una pista o grupo de pistas. Esto se llamtambor de cabeza mvil.

2.4 TAMBORES Y DISCOS

Los primeros dispositivos de almacenamiento de acceso directo, se fabricaron enforma de tambor, debido en parte a la facilidad de fabricacin, y en parte para que todas las pistasfuesen idnticas con lo que se simplificaba el diseo. Cuando se incrementaron las necesidades dealmacenamiento, se hizo difcil mantener los cilindros de tamao razonable, adems la deposicinde la pelcula magntica en la superficie plana de un disco es mucho ms sencilla y fiable que


sobre la superficie curva del cilindro. Cambindose a la forma de disco (con el gramfono comoprecedente), fue posible un diseo ms compacto, usando ambas superficies del disco. Estotambin facilit la aparicin de medios intercambiables, al menos en los dispositivos con cabezaen movimiento. El siguiente paso lgico, fue el usar varios discos. Los dispositivos de disco fijocon una cabeza por pista (HPT, 'Head Per Track') se han estado usando hasta hace poco, aunquepara distinguirlos nos referimos a ellos como tambores, para distinguirlos de los dispositivos decabeza en movimiento, a los cuales se les aplica ahora el termino universal de unidades de disco.Algunos sistemas combinan dos tcnicas; la seccin principal con cabeza en movimiento, y unaseccin suplementaria con un pequeo nmero de cabezas fijas para usarlas donde se necesitanunos accesos mucho ms rpidos.

Las pistas de los discos magnticos estn dispuestas en crculos concntricos. Enconsecuencia, todas las pistas no son iguales, ya que el dimetro de cada una difiere del de lasdems. Aunque podran emplearse otras soluciones (como en los discos compactos), todos losdiscos magnticos modernos giran a una velocidad constante, y escriben y leen datos a unavelocidad constante. La longitud de la pista ocupada por cada uno de los bits de datos, vara portanto, de una pista a otra. En la prctica, la pista utiliza una parte relativamente limitada de lasuperficie del disco, el radio de la pista ms interna est entre la mitad y las dos terceras partes delradio de la pista ms externa, pero esto todava requiere una gran tolerancia en el sistema delectura/escritura. En muchos discos, uno o ms parmetros del disco se cambian con el radiovariable de la pista que se comienza a acceder; normalmente slo la corriente de escritura quedetermina la fuerza del campo magntico usado para escribir datos en el disco. Otra modificacinconsiste en la precompensacin que se describir ms adelante.

2.5 DISCOS Y CABEZAS MLTIPLES

Ya hemos visto que las razones principales por las que cambiamos del tambor al disco, sonla disponibilidad de uso de ambas caras del disco y de discos mltiples. En principio, podra serposible el empleo de una sola cabeza de lectura/escritura, y moverla de superficie a superficie.Esto no sera una solucin prctica, puesto que el coste y el bajo rendimiento apareceran comofactores negativos. Todas las unidades de disco magntico tienen cabezas separadas (algunas vecesms de una), para cada una de las superficies de grabacin (Fig. 2.1 a). En la figura (2.1 b) semuestra la imagen del interior de un disco duro donde se aprecian varios platos circulares juntocon los brazos que soportan y desplazan las cabezas. Por otra parte, a excepcin de algunos pocosdispositivos especializados, hay un nico canal de datos, que se conecta a la cabeza requeridamediante un rbol de multiplexores electrnicos.

De esta forma, slo se usa una cabeza cada vez, por lo que no es necesario mover cada unade las cabezas por separado, y se mueven todas juntas para situar una sola cabeza. Estas, se sitanal final de una serie de brazos, de modo que cada brazo alcanza a pares de superficies adyacentes.Es decir, al final de cada brazo hay un par de cabezas, una por cada superficie adyacente, exceptoel brazo adyacente a las superficies ms externas, que tienen una sola cabeza cada uno. Enunidades con discos intercambiables, la superficie ms externa no se usa, porque el riesgo de daoes grande, excepto cuando los discos estn permanentemente cerrados en la carcasa. Siempre habruna pista (una por cada superficie de grabacin), que est enfrentada a la cabeza correspondienteen cierta posicin, y por tanto, accesible simplemente conmutando sin ningn movimiento decabeza; el conjunto de pistas de todas las superficies que simultneamente estn enfrentadas a lasdistintas cabezas es lo que se llama cilindro. Es decir, la 'superficie cilndrica' est formada por unnmero de pistas idnticas y dispuestas verticalmente sobre cada uno de los discos (Fig. 2.1 a). Elnmero de cilindro es una de las tres componentes de direccin necesarias para encontrar unadireccin especfica. Las otras dos componentes son el nmero de cabeza y el nmero de sector.Hay que tener en cuenta que un disco con ms de una superficie de almacenamiento, que es lo

2.5 Discos y cabezas mltiples 15

habitual, tiene una estructura tridimensional, por lo que se requieren tres coordenadas para accedera un determinado elemento de informacin.

a)

Cabez a 0

Cabez a 1

Cabez a 2

Cabez a 3

Cabez a 4

Cabez a 5

C il indro

P is ta

b)

Fig. 2.1 Esquema de un disco con mltiples platos y cabezas (a). Imagen que muestra el interior de undisco duro donde se aprecian los distintos platos y los brazos que soportan y desplazan las cabezas (b).

El tiempo de acceso entre bloques de datos dentro del mismo cilindro, es ms corto que elacceso a los datos de otros cilindros, porque las cabezas no necesitan desplazarse, aunque s hayque tener en cuenta el tiempo de latencia que es el tiempo que transcurre desde que la cabeza seposiciona en la pista o cilindro adecuado hasta que el sector a leer se enfrenta con la cabeza. Estetiempo tiene una cota mxima que es el tiempo que tarda el disco en dar una vuelta completa, yaque durante este periodo todos los sectores pasan por delante de la cabeza de lectura/escritura. Eltiempo de latencia es ms bajo que el de posicionamiento sobre la pista, ya que al estar girandoconstantemente no se precisa vencer la inercia. Este tiempo de latencia viene dado nicamente porla velocidad de giro del disco y en principio interesa que sea lo ms alta posible. Sin embargo, estotiene varios problemas: por una parte supone un mayor desgaste de los rodamientos, un mayorconsumo y un calentamiento mayor y por otra exige una velocidad de transferencia ms alta lo queimplica un diseo del canal de transferencia mucho ms costoso. Como tiempo medio de latenciase considera el tiempo que tarda en completar 1/2 vuelta. De esta forma un disco que gira a 7200rpm. tiene un tiempo de latencia medio de 4.2 ms.

Cuando el tiempo de acceso es importante, cada superficie puede incorporar dos o inclusoms cabezas. En este caso existe igualmente un movimiento de cabezas, pero hay espaciosseparados radialmente, de forma que cada una de las cabezas usa la mitad de las pistas. El rbol de


multiplexores se extiende para permitir las cabezas extras; el efecto es el doble nmero de pistaspor cilindro, y dividimos el nmero de cilindros. El posicionamiento de la cabeza, ahora, slonecesita moverse en la mitad del rango original, y la media de movimiento queda dividida por dos.De esta forma, el tiempo medio de bsqueda (tiempo en mover la cabeza a la pista requerida), y elnmero de bsquedas (p. ej. cambios de cilindro), se reducen ambos, aunque no existe reduccinen la latencia. El problema de la variacin del espaciado de bits entre pistas, es de ms fcilsolucin, ya que cada una de las cabezas se puede optimizar para su propia seleccin de pistas. Enalgunos discos de cabezas mviles de alto rendimiento hay dos posicionadores de cabezasseparadas, donde cada uno tiene acceso a la mitad de las pistas en cada una de las superficies, unoa la mitad interna y el otro a la mitad externa. Esto, reduce de nuevo el tiempo medio de acceso, ascomo el nmero de movimientos de cabeza necesarios, aunque la extensin de esto vara muchocon la aplicacin. Muchos actuadores incrementan bastante el coste de la unidad, el uso de dosunidades cada una con la mitad de capacidad suele ser la mejor solucin. La nica forma dereducir la latencia, es proporcionar dos cabezas por pista, diametralmente opuestas, una a otra.Esto obliga a dos actuadores independientes, ya que si se situasen en el mismo brazo, cuando unade las cabezas se estuviese moviendo hacia el centro, la otra lo hara hacia el exterior y no estaransimultneamente sobre la misma pista. Otra forma de reducir el tiempo de acceso, es proporcionaruna memoria cach, que podemos considerar como un 'buffer' muy grande. No obstante, sto quedanormalmente fuera del mbito de los discos magnticos siendo una tarea ms propia de losdistintos sistemas operativos.

2.6 ESPACIADO ENTRE CABEZAL Y DISCO

Los discos flexibles, normalmente giran en contacto con la cabeza de lectura/escritura, aligual que las cintas magnticas. La densidad de datos de estos discos es baja, lo que permite teneruna espesa capa magntica en el disco, y una cabeza robusta. El disco gira relativamente lento (300r.p.m.), y cuando los datos no se leen ni escriben, la cabeza se retira del contacto con el disco yste deja de girar. Por tanto, aunque haya algn desgaste de la cabeza o del disco, si ste espequeo, no importa demasiado ya que slo se produce cuando hay lectura o escritura.

Este no es el caso de los discos duros y tambores, en los que hay una capa ms delgada ycabezas ms pequeas, y giran a unas 3600 r.p.m. y algunos ms modernos a 7200 e incluso ms.Estos discos estn girando constantemente ya que al ser su masa mayor tienen una gran inercia loque hace que se incremente el tiempo que tarda en alcanzar la velocidad estacionaria de trabajo.Aqu es necesario evitar el contacto entre la cabeza y la superficie de grabacin ya que elrozamiento es constante. Al ser la densidad de grabacin mucho mayor, la capa magntica debe sermucho ms fina lo que origina unos campos magnticos ms dbiles y por lo tanto la distanciaentre la cabeza y la superficie debe ser muy pequea y constante. Esto es debido a que las lneas defuerza del campo magntico tienden a abrirse con la distancia, en otras palabras, la intensidad delcampo disminuye y adems se ampla la zona de influencia del campo con lo que la zonamagnetizada se hace mayor lo que impidira el aumento de la densidad. Para resolver esteproblema, se desarrollaron varias tcnicas con objeto de reducir y mantener constante la distanciaentre la superficie y la cabeza (4 micras es un valor usual). La primera consisti en que la cabezase acercaba a la superficie mediante un tornillo hasta que rozase con la superficie del disco, y acontinuacin, se aflojaba un poco este tornillo. Esta tcnica tuvo poco xito, y pronto surgi otratcnica derivada del comportamiento del aire, en la que la separacin de la cabeza depende de laforma de la cabeza, y de la capa de aire existente entre la cabeza y la superficie del disco (Fig.2.2). De esta forma, esta pelcula de aire empuja a la cabeza hacia arriba, mientras que un resorteque soporta a la cabeza, empuja hacia abajo, llegndose a un equilibrio entre ambas fuerzasbastante cerca de la superficie manteniendo constante la distancia entre cabeza y disco. Dichadistancia ha ido decreciendo gradualmente, hasta que en los discos actuales se ha llegado a laaproximacin anteriormente mencionada.

2.6 Espaciado entre cabezal y disco 17

Fig. 2.2 Cabezal 'volando' sobre el disco

En este vuelo de cabezas surgen dos problemas: el primero de ellos est asociado al hechode que el vuelo slo se mantiene cuando el disco gira a su velocidad normal. Si el disco disminuyesu velocidad, la altura del vuelo va decreciendo y finalmente la cabeza tocar la superficie deldisco empujado por el soporte del disco. Existen algunas tcnicas para evitar esto, como porejemplo quitar el soporte que empuja a la cabeza cuando el disco pierde velocidad. Estemecanismo es complejo, y por lo tanto caro. Otro mtodo utilizado consiste en llevar la cabeza aun lugar del disco donde no haya datos (aparcar la cabeza). Indudablemente hay un desgaste de lacabeza, el cual es mnimo, ya que slo se produce durante el arranque y la parada del disco, esdecir los momentos en los que el disco no gira a su rgimen normal. Este aparcado de cabezas deberealizarse en una zona no destinada a datos, ya que aunque la cabeza pueda soportar el ligerodesgaste del rozamiento de arranque y parada, la delicada pelcula magntica s podra daarse, yaque al contrario que en los discos flexibles, no est recubierta por una capa protectora. Esto obligaa retirar la cabeza hacia el interior o el exterior del disco cuando se corta la alimentacin. Esto seconsigue con un resorte que la alimentacin mantiene desactivado y al fallar sta, automticamenteempuja la cabeza hacia uno u otro extremo de su recorrido antes de que el disco deje de girarcompletamente. Hay que tener en cuenta que una vez que se corta la alimentacin, el disco siguegirando durante algn tiempo debido a su inercia y al bajo rozamiento que presenta.

El otro problema existente con el vuelo de los cabezales ocurre cuando en la superficie deldisco existen rugosidades, o contaminacin debido a las impurezas del aire, tales como polvo,ceniza de tabaco, etc., lo cual obliga a tener una serie de prevenciones en el almacenamiento deldisco.

La solucin introducida por IBM fue el 'winchester', en el que el disco y la cabeza seensamblan juntos en un recinto cerrado que no vuelve a abrirse nunca ms. Esto significa que losdiscos 'winchester' intercambiables no slo son los discos, sino tambin incluyen las cabezas ymecanismos de movimiento de stas.

P lato de B er nou l l i

D is co flex ible

C abez a

D is co en m ov im iento

P lato de B er nou l l i C abez a

D is co flex ible

D is co par ado

Fig. 2.3 Disco de tipo Bernouilli en funcionamiento.

Aunque ya en desuso, han existido otro tipo de dispositivos que combinan alguna de lascaractersticas de los discos rgidos y flexibles en el dispositivo, usando el principio de Bernoulli(Fig. 2.3). En estos dispositivos, un disco flexible gira paralelo al piso de metal. Una delgada


pelcula de aire se forma entre los dos, y el espesor de sta es estable. Como acabamos dedescribir, las cabezas de lectura/escritura vuelan sobre el disco rgido. El disco tambin volarsobre cualquier pequea protuberancia del 'plato', formando pequeos rizos. Esto, no slo significaque pasar, sin producir dao, sobre el polvo, sino que tambin sobre las cabezas delectura/escritura que se mueven radialmente sobre el plato.

2.7 DISEO DE CABEZAS

La cabeza es un pequeo dispositivo que lee y escribe los datos en el medio magntico.Durante la escritura de datos, pulsos elctricos enviados a la cabeza crean reas magnticas en elmedio orientando los dominios magnticos del material en uno u otro sentido en funcin delsentido de la corriente enviada a la cabeza. Durante la lectura, estas reas magnticas crean pulsoselctricos en la cabeza. Para ser ms precisos, los pulsos son creados por la transicin o el paso dela cabeza de una zona magnetizada en un sentido a otra magnetizada en sentido contrario, ya queun campo magntico constante no es capaz de inducir ninguna corriente. Para que se induzca unacorriente es preciso un cambio en el campo magntico. Ver figura (2.9).

Los vuelos de las cabezas es lo ms difcil de disear en una unidad de disco. Hayrequerimientos elctricos, magnticos, mecnicos y aerodinmicos y algunos de ellos entran enconflicto entre s.

Fundamentalmente, las cabezas convencionales de grabacin consisten (Fig. 2.4) en unanillo o ncleo de material con una baja reluctancia magntica, con un estrecho hueco cortado enl que constituye el entrehierro (la reluctancia puede considerarse, en el campo magntico, elequivalente a la resistencia).

Se coloca un arrollamiento conductor en el ncleo, de tal forma que cuando pasa la corrientea travs de la bobina se produce un campo magntico. Si no hubiese aire en el ncleo de metal, elcampo magntico estara concentrado dentro del material, puesto que su reluctancia es muchomenor que la de los alrededores. Sin embargo, el aire (o el material magntico) del entrehierrotiene mucha mayor reluctancia que el ncleo del material, y por lo tanto, el campo magnticotiende a esparcirse mucho ms (Fig. 2.5). Si un disco o cinta con una capa magntica se colocamuy cerca del entrehierro, algunas de las lneas de fuerza del campo magntico pasarn muy cercade la capa y pueden cambiar el estado magntico de sta.

B obin a

Entrehierro

N u cleo

M edio de gr abacin

Fig. 2.4 Modelo simplificado de cabeza magntica

2.7 Diseo de cabezas 19

A diferencia del ncleo, la capa permanece magnetizada despus de que el campo magnticodesaparezca debido a la histresis magntica. La direccin de magnetizacin depende de ladireccin de la corriente a travs de la bobina, y esta corriente puede ser reversible. En el disco ocinta, la capa magntica va movindose constantemente bajo el hueco del ncleo. Por lo tanto, seproduce una secuencia de cambios de flujo magntico sobre ella que se corresponden con loscambios en las corrientes del arrollamiento. Este flujo magnetiza la capa del medio de formapermanente, hasta que se aplique un campo magntico en sentido contrario.

N ucleo

D is co o cin ta

Fig. 2.5 Campo magntico en el entrehierro

Cuando leemos, el campo magntico realmente induce un voltaje en el ncleo,correspondiente a la direccin de la corriente en la que se produjo este campo magnticoremanente. El ancho del entrehierro (separacin entre los polos) del ncleo (que puede ser menorde un micrn) determina la longitud ms corta de la capa que puede ser magnetizada en unadireccin, y por tanto, la densidad con la que los datos se pueden empaquetar a lo largo de la pista.El ancho del ncleo en s mismo, medido perpendicularmente a la direccin del movimiento, esuno de los factores que determina el espaciado de las pistas. Este es considerablemente ms grandeque la abertura del entrehierro, por lo que la celda de grabacin es mucho ms ancha que larga. Elmaterial del ncleo es usualmente ferrita aunque actualmente se emplean distintos tipos demateriales cermicos amorfos.

Fig. 2.6 Composicin de la cabeza en el cabezal


En la actualidad, existen dos tipos de cabezas: monolticas y de pelcula delgada. El primertipo ha sido usado durante muchos aos. Consiste en un ncleo de ferrita, en el que se arrolla labobina (de cable extremadamente fino). Todo el ncleo est diseado para darle unas propiedadesaerodinmicas para que pueda volar a una distancia correcta de la superficie del disco. Lamecanizacin del soporte de la cabeza involucra normalmente tres railes en la cara de la cabeza,paralelos a la direccin en la cual se mueve el disco (Fig. 2.6). La pelcula de aire entre estos railesy la superficie del disco, hace que la cabeza vuele. Dos de estos railes estn a los lados de lacabeza. El tercero, en el centro, es el activo y en l est situado el espacio para insertar el ncleode ferrita que constituye el elemento magnticamente activo. Una variante de esto, son las cabezascompuestas. La carcasa de la cabeza est hecha de material magntico inerte, y la cabeza de ferritaes mucho ms pequea y est insertada en la carcasa.

Fig. 2.7 Detalle de una cabeza de pelcula delgada

En las cabezas de pelcula delgada (Fig. 2.7) se usa tambin un deslizador inerte, pero eneste caso, la parte activa de la cabeza est realizada poniendo varias capas en el sustrato, utilizandotcnicas similares a las de la industria del semiconductor. El material del sustrato, generalmente

2.8 Posicionamiento de la cabeza 21

forma una 'carcasa' inerte en el deslizador. Al igual que se hace con los semiconductores, muchascabezas se fabrican juntas en un nico sustrato. La primera cara es una mezcla de metal, seguida deuna cara inerte, la cual forma el entrehierro de la cabeza. Una o ms caras siguen con el patrn deconduccin entre las caras de aislamiento, que constituirn la parte de bobinas con unas cuantasvueltas (normalmente entre 2 y 20). Encima se pone otra mezcla de metal. Esto hace contacto conla primera, pero est separada de l por un hueco relleno. El sustrato es entonces cortado encabezas individuales, y cada una de ellas es mecanizada con un deslizador para el correcto perfilde vuelo. Estas cabezas, suelen tener dos railes (Fig. 2.8) en vez de tres, y estn fabricados concabezas de pelcula delgada separadas en cada rail. De estas dos cabezas solo se usa la que tienemejores propiedades despus del testeo. Las dos se hacen simplemente para incrementar laprobabilidad de que una de las dos sea buena.

Las cabezas de pelcula delgada pueden hacerse con dimensiones ms finas y precisas quelas cabezas monolticas. En principio seran menos caras de hacer, aunque el paso de mecanizacinfinal es crtico y dificultoso.

2.8 POSICIONAMIENTO DE LA CABEZA

Hemos mencionado hasta ahora que existe un solo mecanismo de posicionamiento, que es elque mueve todas las cabezas a la vez. El diseo de este mecanismo tiene un considerable efecto enel coste del dispositivo completo y en su rendimiento, particularmente en el tiempo de acceso. Elmecanismo tiene dos partes: el conjunto de los brazos que lleva las cabezas, y el actuador quecontrola su posicin. El brazo est diseado para moverse en lnea recta, por lo que la cabeza semueve a lo largo del radio del disco y su eje est siempre tangencial a la pista.

Fig. 2.8 Deslizador con cabezas de pelcula delgada


La parte ms crtica del mecanismo de posicionamiento es el actuador. Hay dos tiposbsicos. Uno est basado en el motor paso a paso, "stepper motor", el cual es un simple motor quese puede girar a un ngulo definido mediante unos pulsos de corriente en su bobina. El segundotipo es el actuador electrodinmico o de bobina mvil que se basa en el mismo principio defuncionamiento que los altavoces: esto es un simple bobinado en un campo magntico permanente(imn), como el de un altavoz, de ah su nombre ("voice coil"). Este ltimo es ms rpido,consume mucha menos potencia y permite un mejor posicionamiento al no estar restringido a unasposiciones fijas como el motor paso a paso, pero es ms caro y ms dificil de controlar.

Asociado con el posicionamiento, debe haber algn mtodo para determinar la posicinactual de la cabeza. En las unidades de disco flexible, y en algunos de los discos duros msbaratos, esto viene dado por el cmputo o clculo estimado sin realimentacin. La posicin de lapista se localiza simplemente contando el nmero de pulsos aplicados al motor paso a paso, el cualse mueve un nmero fijo de pasos (a menudo uno) por pista. Esto es slo satisfactorio cuando ladensidad de pistas es relativamente baja, tpicamente sobre 400 500 pistas por pulgada.Igualmente, este espaciado slo se puede conseguir en discos fijos, donde el mismo mecanismo esel que lee y escribe los datos. En los discos flexibles esto no ocurre, puesto que la lectura yescritura de datos se suele realizar en controladores de dispositivo distintos, por lo que la densidadde las pistas es menor. Para una alta densidad de pistas, con un intervalo de 2000 o ms pistas porpulgada, es necesario algn tipo de servosistema. Todos los actuadores precisan de algn tipo deservosistema para controlar la poscicin de la cabeza, salvo algunos tipos de motores paso a paso.

El tiempo empleado por las cabezas para alcanzar la pista requerida y situarse sobre ella sellama tiempo de bsqueda. Es nicamente de unos 50 milisegundos, cuando el actuador es unmotor paso a paso y con los actuadores electrodinmicos o de bobina mvil est por debajo de los10 milisegundos. Este tiempo se mide normalmente, sumando el tiempo necesario para acceder aun elevado nmero de pistas en orden aleatorio y dividiendo al final la suma total por el nmero debsquedas. El tiempo de bsqueda no incluye la latencia (que es el tiempo requerido desde que sesita la cabeza del disco en la pista, hasta que se encuentra el sector correcto). Este tiempo seestablece como la mitad del periodo de revolucin del disco, por lo que para un disco que gira a3600 r.p.m. este tiempo ser de 8.3 milisegundos si el disco tiene un nico grupo de cabezas o dela mitad si el disco, tal y como se coment anteriormente tiene dos grupos

perifericos

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