Dispositivos de almacenamiento

Hard disk drive/ HDD= unidad de almacenamiento de memoria de tipo magnético que va incluida en el interior del ordenador, aunque también existe la posibilidad de que el equipo cuente con discos duros adicionales

1.1. ESTRUCTURA FÍSICA

1.1.1. FUNCIONAMIENTO: Disco duro es una caja herméticamente cerrada, en cuyo interior se encuentra un conjunto de componentes capaz de sincronizar los dos motores y las acciones de las cabezas de lectura y escritura

1.1.2. CABEZAS, PISTAS, CILINDROS, SECTORES: Se utilizan parámetros para organizar los datos del disco duro que define la estructura fisca de este: Pista, Cilindro, Sectores, Clúster

1.1.3. GEOMETRÍA DE LOS DISCOS DUROS. CAPACIDAD.
DIRECCIONAMIENTO CHS Y LBA: Geometría: número de cabezas, cilindros, pistas y sectores de un disco. La capacidad indica cuántos datos puede almacenar un disco. La medida de la capacidad de almacenamiento de un disco varía según el sistema de direccionamiento que utilice para calcularla.

A. DIRECCIONAMIENTO CHS (no libro)
El direccionamiento CHS , para localizar un dato identifica los cilindros, cabezas y sectores por una serie de números: las cabezas y los cilindros comienzan a numerarse desde el 0 y los sectores desde el 1, así que el primer bloque de información estará situado en la posición “0-0-1”. La especificación ATA establece el máximo número de cilindros, cabezasy sectores/pista de la manera siguiente Cilindros: 65536; cabezas:
16; sectores/pista: 256 ~ 128 GiB. Actualmente, se venden discos deTiB.

B. DIRECCIONAMIENTO LBA (Logical Block Addressing)
Es un método de direccionamiento del disco que permite trabajar con discos duros de capacidad superior a los 528MiB. Normalmente, este método está configurado en la BIOS como “Auto”, queal detectar el disco duro pasa a modo LBA. El modo LBA identifica lossectores mediante números consecutivos (1-n), en lugar de identificarlos porel cilindro la cabeza y el sector.

1.2. ESTRUCTURA LÓGICA

El sector de arranque

El primer sector detodo el disco duro: cabeza 0, cilindro 0 y sector 1. En él se almacena latabla de particiones, que contiene información acerca del inicio y el finde cada partición, y un pequeño programa llamado master boot

El espacio particionado

Espacio de disco duro que ha sido asignado a
alguna partición y se le ha asignado
sistema de archivos.

El espacio sin particionar

Espacio
que no se ha asignado a ninguna partición.

Administrador de discos en windows para ver las particiones en este

Para ver las particiones en Linux usamos el comando fdisk -l

1.3. CARACTERÍSTICAS

Modo de transferencia

Cómo se transfieren los datos desde el
disco duro hacia la memoria RAM

E/S programada. Utiliza el microprocesador como intermediariopara el intercambio de los datos. El método más antiguo. Algunos modosson:

Transfiere los datos desde la RAM hasta el disco, y viceversa, sinque intervenga el microprocesador. Esto libera a la CPU para realizarotras tareas. Actualmente, se utiliza el sistema UltraDMA, UDMA. Versiones

B. CAPACIDAD: tamaño: TB, … Los fabricantes suelen redondear lacapacidad de un gigabyte con 1000MB.

C. CACHÉ DEL DISCO: almacenará las lecturas, de forma que cuando lacontroladora solicite datos del disco ya los tenga disponibles en su caché yno haya que esperar a que los cabezales cambien de posición.

D. VELOCIDAD DE ROTACIÓN: velocidad del giro, nº de vueltas orevoluciones por minuto que da el disco. Para discos de 2,5’’ lasvelocidades son 5400, 7200 y 10000. Para discos de 3,5’’, las velocidadesson 7200, 10000 y 15000 rpm

E. TIEMPO DE BÚSQUEDA (seek time): Tiempo que tarda el cabezal parasituarse en la pista deseada. En moverse de una pista a otra. Como estedepende de dónde se encuentre originalmente la cabeza, se suele emplearcomo medida el tiempo medio. Comprendido entre 8 y 12 ms.

F. LATENCIA: tiempo necesario para que gire el disco y el sector (dondeestá el dato) pase por debajo del cabezal. Depende de la velocidad derotación del disco, cuanto mayor es la velocidad, menor es el tiempo delatencia. Se calcula dividiendo 60 (seg/min) entre la velocidad de rotación.

G. TIEMPO DE ACCESO (access time): Tiempo usado por las cabezas deL/E para colocarse encima del sector que se va a leer o escribir.
Debe estar comprendido entre 9-12 milisegundos.

H. TAMAÑO (FACTOR FORMA): los discos duros para PC de sobremesasuelen ser de 3,5’’; en los portátiles suelen tener 2,5’’ o 1,8’’.

I. RUIDO: suele depender del tipo de disco. Los de alta velocidad derotación suelen ser más ruidosos. Esta característica es importante a la horade utilizarlo como disco multimedia. Esto sucede, por ejemplo, en el caso devisualizar vídeos o escuchar audio, puesto que el ruido puede interferir enestas acciones.

J. TEMPERATURA MÁXIMA DE FUNCIONAMIENTO: los discos durosdeben trabajar desde los 37 oC hasta los 46 oC; a temperaturas fuera deeste rango, se va degradando el disco; hasta los 20oC o a partir de 60oCla información se pierde (habría que consultarlo en la ficha técnica del
fabricante del disco)

K. TOLERANCIA A GOLPES Y VIBRACIONES: fundamentalmente se debetener en cuenta en discos de portátiles y externos, ya que pueden ser máspropensos a sufrir golpes.

L. ALIMENTACIÓN (no libro): este valor será relativamente importante enel caso de discos duros para equipos portátiles, puesto que puede reducirel tiempo máximo de batería. Los discos de 2,5’’ no necesitan alimentaciónexterna, mientras que los 3,5’’ sí.

M. INTERFAZ: define el mecanismo de conexión entre el disco duro y el PC.
Pueden ser: ATA/IDE, SATA, SCSI, USB, FireWire, eSATA. Es importante lainterfaz que ofrece el disco y su velocidad a la hora de elegir cuál es el
más adecuado

1.4. DISCOS DUROS ATA/IDE o PATA

IDE, han sido las más utilizadas hasta no hacemucho.
Se conectaban a la placa mediante un cable plano de 40 pines que seconecta a la interfaz IDE o conector IDE de la placa.
Si la placa tiene dos conectores IDE, uno será el primario y otro el secundario. Esnecesario consultar el manual de la placa para saber cuál será cada uno

El cable tiene tres conectores: uno de ellos se conectará al conector IDE de la placa base y los otros dos conectores, al dispositivo maestro y al esclavo. Normalmente, el conector IDE que va a 1la placa base está codificado por colores para
diferenciarlo del conector que se
ensambla al dispositivo maestro

Para suministrar energía al disco se
utiliza un conector blanco de cuatro
conectores que parte de la fuente de
alimentació

1.4.1. MAESTRO/ESCLAVO
Ya que la interfaz admite dos dispositivos como máximo, cada dispositivo del interfaz IDE debe ser identificado como maestro (master) o esclavo(slave). No puede haber dos maestros o dos esclavos.

La posición de los jumpers se suele
encontrar en una pegatina que se
encuentra en la parte superior del
disco

1.5. DISCOS DUROS SATA

Tiene el inconveniente de que mientras se accede a un dispositivo el otro dispositivo no se puede usar.
Este inconveniente se resuelve con los SATA. Se ha convertido en el nuevo estándar para conectar discos duros. Sustituye a la tradicional ParalleL ATA o IDE/ATA.

Los discos duros SATA emplean diferentes conectores a los discos IDE. Los jumpers que traen en la parte trasera no tienen nada que ver con los de los discos IDE, se utilizan para configurar un disco de una velocidad a otra inferior . Antes, hay que leer el manual para saber qué velocidad soporta sobre discos SATA.

El conector de datos tiene un ancho de 10mm y está compuesto de 7 hilos.
El conector eléctrico es más plano y tiene 15 conectores.
El cable de datos puede tener hasta 1m de longitud.

Beneficios

- Ofrece almacenamiento de bajo coste.
- Permite fácil integración, debido a la mejora del cableado.
- Mejora la velocidad y el ancho de banda.
- Mayor flexibilidad con respecto a la configuración del sistema.
- La configuración de los dispositivos en mucho más sencilla, no es necesario configurar ningún puente.
- Mejora el flujo de aire en el sistema.
- Los usuarios finales pueden actualizar fácilmente sus dispositivos de almacenamiento.
- Las unidades SATA se conectan una por cada puerto, lo que hace innecesaria la configuración maestro/esclavo. Para determinar el orden de los dispositivos, bastará con que en el setup del ordenado (boot sequence) se indique el dispositivo SATA que tiene preferencia en el orden de arranque.
- Permite conectar discos en caliente (con PC encendido).

1.6. DISCOS DUROS SCSI

El sistema SCSI (Small Computer System Interface) se utiliza en ambientesmás profesionales (servidores), donde existen altas necesidades derendimiento y fiabilidad.

La interfaz SCSI soporta más dispositivos que la interfaz IDE y no sueleestar integrada en la placa base. En la mayoría de los casos es necesariouna tarjeta adaptadora que se inserta en una ranura PCI.

Los estándares SCSI definen los elementos básicos del bus SCSI, incluyendoel número de dispositivos que se pueden conectar al cable, la longitud del
cable, las señales, las órdenes, la velocidad de transferencia.

1.6. DISCOS DUROS SCSI
Los dispositivos SCSI se conectan en cadena.

1.7. DISCOS DUROS EXTERNOS

Los discos duros externos permiten ampliar la capacidad de almacenamiento. Algunos de ellos sirven para reproducir sonido y vídeo,
conectarlos a la televisión, …
 Los más utilizados son los que se conectan mediante USB, aunque también se utilizan modelos que se conectan a través de los puertos FireWire y eSATA.
- El tamaño más utilizado es 2,5’’ y 1,8’’.
- Podemos instalar una carcasa para tener un disco duro externo. En la carcasa hay un componente que realiza la traducción entre la interfaz propia del disco y la interfaz USB, FireWire o eSATA.

Existen bases externas que permiten conectar discos duros SATA de 2,5 o3,5 de forma rápida y cómoda a través del conector USB.
No necesitan ventiladores, admiten el cambio de discos en caliente yalgunas admiten hasta dos discos.

SAN Internet SCSI (iSCSI)

se pueden conectar una o varias cabinas de almacenamiento en disco mediante switches 1/10GB Ethernet a servidores con el protocolo estándar iSCSI basado en TCP/IP

SAN Fibre Channel (FC):

En este caso, se utilizan switches Fibre Channel para conectar las cabinas de almacenamiento.

Fueron durante bastantes años el sistema esencial de almacenamiento dedatos, así como el medio de distribución de software.
Siguieron existiendo cuando aparecieron los discos duros porque seutilizaban para

Arrancar el sistema.

Distribuir software.

Almacenar de forma temporal archivos pequeños

La disquetera se conecta al equipo mediante un conector IDE de 34 pines.
Como los discos duros, necesita suministro eléctrico.
Nuevas unidades y soportes: Unidad ZIP, unidad JAZ

Consiste en una película muy fina de Mylar,
cortada en forma de círculos e impregnadaen sus dos caras por partículas magnéticasque constituyen el medio de almacenamientoreal.
La hoja de Mylar está contenida dentro deuna caja de plástico con un orificiorectangular cubierto por un protectordeslizante generalmente metálico que dejaver las caras del disco. El protector protegeal disco contra polvo y la suciedad.
En la parte inferior izquierda dispone de unaranura de protección contra escritura. Si estátapada no podrán gradar datos en el disco.

Compuestas por una banda de plástico, recubierta por uno de sus lados deun material magnético que se desenrolla de una bobina y se enrolla enotra a velocidad constante.
Se utilizan sobre todo para hacer copias de seguridad, ya que el coste porbyte almacenado es bastante bajo, permiten almacenar mucha informacióny se puede reutilizar

Inconveniente = muy lento y de acceso secuencial. Requiere de equipos y software especializado.

El dispositivo encargado de almacenar o leer los datos se llama streamer. Funciona en esencia igual que los lectores de casetes
de audio.

Los soportes más utilizados por los dispositivos ópticos son CD. Al igual que en los discos, el almacenamiento es digital; la unidad leesecuencias de unos y ceros y los convierte al formato del ordenador

Físicamente, están formados por un disco de policarbonato de, la mayoría,
12 cm de diámetro y 1,2 mm de espesor, con un agujero central de 1,5cmde diámetro.

Hay 3 tipos básicos de soporte

Los grabados en fábrica a partir de una copia maestra

Los grabables una sola vez en un lugar doméstico

Los grabables varias veces en un grabador doméstico

5.1. CD-ROM

La diferencia entre un formato y otro está en la forma en la que se codificala información.
53
1.CD-DA(Compact Disk Digital Audio):
audio
2.CD-ROM(CD Read Only Memory):
datos
3.CD-I(CD Interactive): juegos, películas,..
4.CD-ROM XA(Extended Architecture):
CD-ROM + CDI mejora las
capacidades de audio y vídeo.
5.CD-R Multisesión (Recordable):
grabables.
6.CD-RW Multisesión (ReWritable):
regrabables. Borrar y grabar como un
disquete.
7.Vídeo CD (VCD)-Photo CD: vídeo original. MPEG1 calidad VHS. 70 min.
8.Súper Vídeo CD (SVCD): mejora de VCD. MPEG2. Calidad inferior a DVD.

Unidades de CD

CABEZA DE LECTURA

EL ACCIONADOR O MOTOR DE LA CABEZA

EL MOTOR DE ROTACIÓN

CLV

CAV

MECANISMO DE CARGA DEL DISCO

Los primeros CD-ROM operaban a la misma velocidad que los CD de audioestándar: 150KB/s 1x. El signo “x” se utiliza para expresar que el CDROM alcanza una velocidad de transferencia 2, 4, 6, 24, 48, 52 veces lavelocidad anterior. Por lo tanto, la tasa de transferencia para un CD-ROM12x  12 x 150 = 1800KB/s.

unidades internas se conectan mediante:
- IDE/ATAPI (Avanced Technology Attachement Packet Interfae)
Jumpers para configurar la unidad maestra o esclava.
- SCSI: más caras.
- SATA: actual

Las unidades externas se conectan mediante:
- USB
- FireWire

5.2. DVD

Nacio en 1995 Inicialmente se le llamó disco de vídeo digital, porque sedestinaba a guardar películas; pero cuando se descubrió su potencial paraguardar datos se cambió el nombre por el de disco digital versátil.

Caracteristicas principales:

Velocidad: 1x transfiere datos a 1385KB/s (CD-ROM de 8x)

Capacidad de almacenamiento:

Una capa es de 4,7 GB

Dos capas: la segunda tiene 3,8GB

Son del mismo tamaño que los CD, pueden contener más datos debido a:

La longitud de los hoyos utilizados son menores en el DVD

DOBLE CAPA:

Un DVD puede tener 2 capas de datos: una opaca y otratranslúcida.

DOBLE CARA:

Consiste en dos discos pegados uno contra el otro; se puede tener datos en las dos caras. Sin embargo, las unidades de DVD tienen una sola cabeza para leer, por lo que si se quiere leer la otra cara es necesario dar la vuelta al disco. Cada disco puede tener a su vez dos capas de datos.

Los DVD utilizan un método eficaz de detección y corrección de errores. En cambio, son más sensibles al polvo y huellas dactilares

Tipos de DVD

DVD-ROM, DVD-Vídeo, DVD-R, DVD-R DL, DVD-RW, DVD+R, DVD+RW, DVD R DL, DVD-RAM

Unidades de DVD

Unidades duales

Permiten grabar sobre soportes DVD+R, DVD-R yDVD-RW, DVD+RW, es decir sobre discos con formato + y -. La lecturaes idéntica en ambos formatos.

Unidades combo

Estas unidades permiten leer y/o escribir datos en CD y DVD. Algunas permiten todas las acciones (leer y grabar),
mientras que otras no permiten grabar en DVD. Cada una de estas acciones se realiza a una velocidad diferente, por lo que para cada unidad deberá estar indicada cada una de estas velocidades.

Interfaz

Las unidades internas se conectan mediante

-IDE/ATAPI -->jumpers para configurar maestro/esclavo.
- SCSI
- SATA

Las unidades externas se conectan mediante

- USB
- FireWire

5.3. BLU-RAY

El Blu-Ray Disc o BD es un formato de disco óptico pensado paraalmacenar vídeo de alta definición y datos. Recibe su nombre del color del
láser utilizado, que es azul, a diferencia del rojo usado en CD y DVD.
Capacidad de almacenamiento: 25GB y 50GB para el modelo de doblecapa.

Caracteristicas

-Utiliza un láser azul-violeta (405mm), más fino que DVD y CD. Esto haceque en un soporte del mismo tamaño quepa más información.
- Soporte de vídeo de alta resolución (HD), 1920x1080px a unavelocidad de 24 imágenes/s.
- Soporta formatos MPEG2, MPEG4, y VC1.
- La velocidad de transferencia es de 54Mb/s  6,75MB/s
- Se construyen con mejores materiales.

Formatos

-BD-ROM. Solo lectura; películas, videojuegos, software, -BD-R. Grabable una vez.
- BD-RE. Regrabable, grabable más de una vez.

Aplicaciones

- Televisión de alta definición
- Almacenamiento de datos y backups
- Desarrollo de videojuegos.
- Estudios de cine/tv.
- Home computing

Esta tecnología también es conocida como memorias de estado sólido oSSDs (solid state drive) por que no tienen partes móviles, sólo circuitoselectrónicos que no necesitan moverse para leer o grabar información.

7.1. TARJETAS DE MEMORIA

Memoria flash

Tipo de memoria EEPROM, y es una memoria no volátil; conserva los datos cuando se apaga el dispositivo que la alimenta. La velocidad de transferencia de datos dependerá del chip de memoria, del controlador y de la interfaz

CARACTERÍSTICAS.
- Dispositivos portátiles de pequeño tamaño.
- Gran capacidad de almacenamiento.
- Bastante resistentes a golpes.
- Bajo consumo.
- Utilizadas por: móviles, PDA, reproductores de audio, cámaras digitales.

Formatos

- Compact Flash (CF). Primer formato que se desarrollo por SANDISK. Lavelocidad depende del estándar. Pueden conectarse al ordenador através de una ranura PC card (acoplándolas previamente a unadaptador).
- Smart Media Card (SMC). Similar a la anterior pero más fina, y menorcoste y distinto fabricante, TOSHIBA. OBSOLETA.
- Memory Stick (MS) y Memory Stick PRO. Formato utilizado por Sony. Actualmente, mediante adaptadores se pueden utilizar otras tarjetas endispositivos diseñados para esta.
- Secure Digital (SD). Desarrollada por PANASONIC. Peso y tamaño muyreducido, pero su capacidad de almacenamiento es muy elevada. Sueledisponer de una pestaña de seguridad que evita sobreescribir ainformación guardada, similar a la de los disquetes. Uno de los tiposde tarjetas más utilizados.

- Secure Digital High Capacity (SDHC). Físicamente iguales a las SD pero con capacidad entre 2 y 32GB. Los dispositivos compatibles con tarjetas SDHC aceptan tarjetas SD pero no a la inversa.
- Multimedia Card o MMC. Similares a las SD pero de menos espesor ysin pestaña de seguridad.
- xD-Picture Card (xD). Memoria creada por FujiFilm y Olimpus utilizada por sus cámaras digitales. Al ser un modelo propietario, se utilizan menos que las otras.
- Tarjetas mini. Casi todos los tipos disponen de formatos de menor tamaño para dispositivos reducidos como los móviles:
82
• Reduced Size
MultiMediaCard (RSMMC)
• MMCmobile
• miniSD
• microSD
• Memory Stick Duo
• Memory Stick Micro/M2

Lectores de tarjetas

Algunos ordenadores no disponen de las ranuras necesarias para leer yescribir sobre estas tarjetas.
Para solucionar esta deficiencia podemos utilizar:
- Adaptadores de tarjetas bastantes económicos que se conectan al
ordenador normalmente a través del puerto USB.
- También existen frontales con diferentes ranuras para distintos modelosde tarjetas que se pueden acoplar a la caja del orde

7.2. PENDRIVES

Llave, lápiz, pincho, memoria USB, …
Tipo de memoria flash que se conecta al puerto USB para transferir datossin complicaciones. Este conector le sire también para obtener alimentacióneléctrica del propio dispositivo al que está conectado.
Consta de uno o varios módulos de memoria flash integrados en un circuitojunto con el conector USB. Está recubierto de una carcasa plástica ometálica para proteger el interior.
- Es el medio extraíble más utilizado.
- A partir de WXP no necesitan drivers.
- Podemos encontrarlos de 256GB.

7.3. DISCOS DUROS SSD

Están basados en memorias no volátiles (memorias flash) en lugar de estarbasados en tecnologías móviles como los discos de platos tradicionales.
Al no tener elementos móviles, son mucho más rápidos y silenciosos, nodesprenden calor, resisten mucho mejor los golpes y su consumo energéticoes inferior. Pueden suponer una revolución en los portátiles ya quemultiplican la duración de la batería y son más seguros.
Los principales componentes son:
- Controladora. Procesador electrónico que administra, gestiona y une losmódulos de memoria con los conectores de entrada y salida. Ejecutasoftware en firmware y es el factor más determinante para la velocidad.
- Caché. Pequeño dispositivo de memoria DRAM similar a la caché de losdiscos duros.
- Condensador. Almacena los datos de forma temporal en caso de pérdidade corriente

 IDE
 SATA
 SCSI
 PCI-E: alcanzan velocidades de lectura y escritura
superiores a la conexión SATA.
 USB: portátiles. Incorporan una carcasa protectora.

Para detectar la presencia de un disco la mejor forma es accediendo a laBIOS.

Hay bastantes fabricantes de BIOS: PHOENIX (AwardBIOS, PhoenixBIOS),
AMI (AmiBIOS), HP, Samsung … Por ello es esencial el uso del manual, yaque, si bien las opciones de configuración son similares algunas de ellas sondistintas o se pueden llevar a cabo de distinta forma, la navegación por losmenús es diferente, etc.

Una vez dentro, aparece una pantalla con distintos menús. Para acceder acada uno de los menús, habrá que situarse con el cursor y pulsar Intro.
Para salir suele haber dos teclas <F10> para guardar los cambios o Escpara salir sin guardar

SMART

Tecnología deautocomprobación, análisis e informes. Es una tecnología que poseen muchosdiscos, con el fin de avisar de los posibles errores que puedan suceder en el
mismo

1. Ver o establecer la hora del
sistema, versión BIOS, total
memoria RAM.
2. Configurar las características dela CPU, Chipset, dispositivos IDE,disquetera, ….
3. Observar los diferentes sensoresinstalados en la placa base,velocidad de los ventiladores.
4. Podemos habilitar o deshabilitarel arranque desde diversosdispositivos y el orden deprioridad entre ellos.
5. Podemos activar o desactivar laposibilidad de establecer unacontraseña para poder acceder al
sistema (User) y para entrar en el
setup de la BIOS (Supervisor)6. Podemos guardar los cambiosefectuados y salir del programa,salir sin guardar, valores defábrica, …