Unidades de almacenamiento externas

Introducción

 

Aparte del disco duro, que es la unidad de almacenamiento más extendida y fiable, existen otras llamadas "secundarias" que suelen tener menor capacidad y ofrecen menor fiabilidad y mayor tiempo de acceso, aunque esto no es exactamente así en todos los casos. Iremos desgranando cada tipo uno a uno, alguno como los disquetes ya en desuso, pasando por el CD-ROM, DVD, o pendrive.

Existen pendrives de las más variadas formas

 

Disquetes

 

También llamados discos blandos o flexibles. En realidad fue la primera unidad de almacenamiento usado en los PC's, antes de la aparición de los discos duros. Deben ser insertados dentro de una disquetera que los hace girar, alimentada por la fuente de alimentación, para leer/escribir sobre ellos.

Disquete de 3,5" y 1,44 MB de capacidad

 

Características

• Tamaño y capacidad. El primero que apareció fue el de 8" de diámetro, siguiendo el de 5 1/4" con capacidad de 360 KB o de 1,2 MB, ambos en desuso totalmente. Más tarde apareció el disquete de 3 1/2" con capacidades de 720 KB, 1,44 MB o 2,88 MB.
• Velocidad de transferencia. Velocidad con la que envía datos al bus de datos. Se sitúa la misma en torno a los 1500 Mbits/s.
• Tiempo de acceso. Tiempo que tardan las cabezas lectoras en posicionarse sobre el primer bit. Está en torno a los 0,3 seg.

Funcionamiento de los disquetes

Siempre nos vamos a referir a los disquetes de 3 1/2" que son los que aún tienen algún uso actualmente. 

Al introducir el disquete en la disquetera esta hace mediante un sistema mecánico que se desplaze la lámina de protección y deja el disco al descubierto. Las cabezas lectoras se mueven después hacia el disquete casi pegando con él por ambas caras. En ese momento comienza el giro del disco, producido por un motor eléctrico que se inserta en el centro del disquete. 

El proceso de lectura/escritura comienza cuando los circuitos de la disquetera reciben las pertinentes instrucciones para iniciar el proceso y posicionar el disco y las cabezas lectoras.

Estos disquetes tienen una protección, que es como una ventanita, que permite protegerlos contra escritura. Si la ventana está abierta el disco está protegido contra escritura. 

 

CD-ROM

 

Los primeros que aparecieron sólo podían ser grabados una vez y leídos cuantas veces se quisiera, o hasta que lo permitiera su conservación. Posteriormente aparecieron los CD-ROM grabables y regrabables, aunque para esto se necesita además que la unidad de CD-ROM sea grabadora.

Existen varios tipos de unidades de CD-ROM: lectora de CD-ROM, que solamente permite leer los datos contenidos en el disco; grabadora de CD-ROM, permiten grabar en disco, pero sólo una vez; regrabadora de CD-ROM, que permite grabar el disco cientos de veces, pero este debe ser de tipo RW (Read and Write) para permitir dicha regrabación.

Disco CD-ROM (cara de grabación)

 

Características de la unidad de CD-ROM

• Velocidad de transferencia. Van desde el 1x al 52x, pasando por muchas velocidades intermedias. La x es igual a la velocidad de transferencia básica de los CD de audio y son 150 Kbits/seg. Multiplicando se obtiene la velocidad de transferencia de datos hacia el bus.
• Velocidad de grabación. Dependiendo de si son grabables o regrabables pueden alcanzar velocidades diferentes. Los de una sola grabación llegan a los 48x, siendo la mitad (24x) la velocidad de grabación de las unidades regrabables.
• Tiempo de acceso. Normalmente oscila entre 100 y 300 ms. 
• Otras características. Las unidades de CD-ROM tienen un buffer que se va llenando y permite transmitir datos a mayor velocidad. Normalmente este buffer es de 512 KB. También existen unas unidades llamadas Caddy que son unas cajas en las que se inserta el CD-ROM y luego esta caja se inserta en la unidad, cogen menos suciedad y permiten insertar el disco en forma vertical. Suelen tener una capacidad de 720 MB.

 

DVD

 

Son prácticamente idénticos a los CD-ROM, excepto que la densidad de grabación de los DVD es bastante mayor. 

Existen varios tipos: lectoras de DVD, grabadoras de DVD y regrabadoras de DVD, aunque actualmente prácticamente todas las unidades son regrabadoras.

Las características en cuanto a velocidad de lectura y de escritura varían un poco frente a las del CD-ROM. 

Su capacidad es normalmente de 4,7 GB.

Actualmente se alcanza velocidades de lectura de hasta 20x, siendo la x, la velocidad base de reproducción de un DVD de vídeo y es de 1385 KB/s, por tanto, hay que multiplicar.

La velocidad de grabación puede llegar a los 16x, y a los 8x para regrabación, pues esta última es una operación más compleja.

Tipos de unidades de DVD

• DVD -R/RW. Formato muy extendido, muy usado por marcas como Pionner, TDK, Panasonic... Según estudios realizados este formado es el más apropiado para el vídeo. El disco primero debe ser formateado para grabar en estas unidades. Al final de la grabación hay un cierre del mismo.
• DVD +R/RW. Adoptado por HP, Nec, Sony, o Verbatim entre otras. Este formato está más orientado a la grabación de datos. El disco va siendo formateado según se va grabando. También permite parar la grabación sin pérdida de datos (Lossless Linking).

 

Unidad regrabadora de DVD

 

Blu-Ray

 

También llamado Blu-Ray Disc. Su aspecto interno es idéntico al del CD-ROM o al DVD, pero su capacidad es mucho más alta.

Existen tipos de unidades lectoras, grabadoras y regrabadoras.

Funcionamiento de la unidad de Blu-Ray

Aunque es muy parecido al CD-ROM y DVD existen importantes diferencias.

Por una parte la superficie de grabación es mucho más delgada en Blu-Ray, y la separación entre pistas es de 0,32 micras, menos de la mitad del DVD.

Por otra parte el láser azul alcanza cinco veces más capacidad que el láser rojo, debido a que su tamaño es cinco veces menor.

 

Características del Blu-Ray

• Capacidad. Mucho mayor que en los anteriores. Si tiene una sola capa puede alcanzar los 25 GB, y si es de doble de 50 GB. Actualmente este punto sigue muy en desarrollo y ya se han conseguido por parte de Pioneer capacidades de 500 GB, con Blu-Ray de 20 capas.
• Velocidad de transferencia. En 1x tienen una velocidad de 4,5 MB/s, pudiendo llegar hasta los 12x actualmente.
• Rayaduras y otros. Se aplica un producto llamado Durabis que lo protege contra rayaduras y aumenta su robusted, ya que la capa de lectura es muy fina, de tan solo 0,1 mm, la sexta parte de un DVD.

 

 

Intefaces de las unidades de CD-ROM, DVD y Blu-Ray

 

Las usadas actualmente, ya que antes cada fabricante tenía las suyas son IDE para CD-ROM y DVD, SCSI para algunos CD-ROM, y SATA para DVD y Blu-Ray.

Aunque en estos momentos las más usadas son las SATA aún quedan muchos ordenadores con interfaz IDE.

Unidad de DVD con interfaz SATA

 

Pendrive

 

Memoria USB de tipo flash. Al principio eran muy caros y no tenían una gran capacidad, pero en la actualidad ya los hay de hasta 512 GB.

Pendrive de 512 GB

Internamente está constituido por chips de memoria flash, comunicándose con ordenador mediante un driver que se encarga de dirigir los trabajos. 

Ha pasado por varias etapas, aumentando la velocidad de transferencia y la capacidad, se empezó con la versión 1.0 en 1995, y actualmente se está en la 3.0, aunque la más extendida es la 2.0.

Obtienen la alimentación del propio puerto USB, pues necesitan un voltaje muy bajo para funcionar. 

Existen Pendrive que son grabadores de voz, reproductores de música, radio, pero lo más importante, es que si la BIOS de la placa base lo permite pueden actuar de sistema de arranque en caso de fallo del disco duro.

Pendrive de 16 GB

 

Tarjetas Flash

 

Usadas normalmente en portátiles, cámaras digitales, teléfonos, etc.

Existen muchos tipos de ellas, como SD, XD, miniSD, MSP, y un largo etcétera. 

Son leídas mediante una unidad de lectora de tarjetas que normalmente está en el frontal del ordenador, pero estas unidades también pueden conectarse a través de USB.

Tarjetas flash de diversos tipos

El disco duro

Introducción

 

El disco duro es la unidad de almacenamiento principal en un ordenador. Dado que las memorias RAM son volátiles, necesitamos de un lugar donde almacenar nuestros datos de forma permanente, y aunque existen otras unidades de almacenamiento, el disco duro es la más usual.

Es una unidad de almacenamiento a gran escala, constituyendo el soporte para datos y programas.

Están formados por uno o más discos colocados uno encima de otro y soportados por un eje que pasa por el centro y poseen una gran densidad de grabación, girando rápidamente y dando lugar a un rápido acceso a su contenido.

Componentes físicos del disco duro

 

• Los discos. Permanecen apilados uno encima de otro, recubiertos por una carcasa impermeable. Su material es el aluminio, recubiertos con material magnético. Normalmente en los ordenadores de sobremesa se usan discos de 31/2 pulgadas y de 21/2 en los portátiles.
• Cabezas de lectura/escritura. Cada disco componente del disco duro tiene dos caras, y ambas tienen una cabeza que permite leer o escribir sobre el mismo. Estas cabezas son soportadas por un brazo que pasa entre los discos, conteniendo una cabeza hacia arriba y otra hacia abajo.
• Eje central. Sujeta los discos y permite su giro gracias a un motor central.
• Impulsor de las cabezas. Mueve las cabezas por el radio de los discos. Todas las cabezas se mueven juntas, por lo que la escritura suele hacerse en varios discos a la vez, aumentando la velocidad.

Vista interna del disco duro

Componentes lógicos del disco duro

 

• Pistas. Círculos concéntricos en los que se graba la información.
• Sectores. Arcos de circunferencia imaginarios que parten del centro del disco hacia el exterior, dividiendo a éste en partes. Hoy en día son usuales los de 63, pero pueden ser de más.
• Cilindros. Número de pistas accedidas simultáneamente por las cabezas, es decir, forman un eje perpendicular al disco sobre una pista determinada. Si un disco duro tiene dos discos internos, tendrá acceso a cuatro pistas dentro del mismo cilindro. Haciendo lectura o escritura simultánea en los discos aumenta muchísimo la velocidad.
• Clústeres. Equivalente a 4 u 8 sectores contiguos en los discos. Se toma como medida de referencia en las operaciones de lectura/escritura.

Estructura lógica del disco duro

 

Características del disco duro

• Velocidad de rotación. Velocidad a la que gira el conjunto de platos del disco duro. A más velocidad mayor transferencia, pero también mayor calor se produce, con los consiguientes peligros que ello acarrea. Se mide en rpm, y no suele ser menor de 7200 rpm.
• Tiempo de acceso. Tiempo medio que tarda la cabeza lectora en posicionarse sobre los datos. Suele ser menor a los 10 ms.

t de acceso = t cambio entre cabezas + t búsqueda de pista + t búsqueda sector

• Memoria caché. También llamado buffer. La información de lectura/escritura es previamente almacenada en esta caché antes de pasar al disco duro o a la RAM. Almacenan datos contiguos que serán normalmente los que se vayan a necesitar, permitiendo un acceso más rápido, pero para esto el disco no debe estar fragmentado. Actualmente tienen un tamaño de 8 o 16 MB, y es de gran importancia en la grabación en unidades externas.
• Capacidad. Actualmente se mide en GB, pero también ya hay equipos domésticos que llegan hasta el TeraByte de capacidad. Cada vez se hacen necesarios discos duros de mayor capacidad, debido al incremento del tamaño de los sistemas operativos, navegadores, juegos, etc. Es muy importante hacer análisis y limpiezas periódicas del disco duro para mejorar su rendimiento y capacidad.

 

Interfaces de disco duro

La interfaz permite la comunicación entre el disco duro y el resto del sistema. Es un componente electrónico.
No vamos a tratar aquí viejas interfaces que han quedado en desuso como ST506, MFM, ESDI... Nos centraremos en las existentes actualmente, aunque alguna de ellas también están quedando obsoletas.

• IDE (Integrated Drive Electronics). Creado por Western Digital, con controladora implementada en el disco duro. La comunicación se realiza con un cable de 40 hilos entre la controladora y el bus del sistema, dejando de lado la necesidad de dos cables, uno para control y otro para datos. Fue durante un tiempo el estándar, pero pronto empezaron los problemas en cuanto a tasas de transferencia debido a las nuevas exigencias de los programas. Tenían una tasa de transferencia de 4 MB. 

Disco duro con interfaz IDE de 3.5"

• EIDE. Aumenta la tasa de transferencia hasta los 10 MB, con una capacidad de 8 GB. El número de unidades soportadas pasó de 2 en los anteriores IDE a 4 con esta nueva tecnología. Para esto hubo que modificar las BIOS, pudiendo entonces poner una unidad maestra y una esclava en el mismo IDE. También se puede utilizar ahora para unidades externas como CD/DVD.
• SCSI (Small Computer System Interface). Transcurre de forma paralela a los anteriores, pero usada en entornos profesionales por su mayor rendimiento y fiabilidad. Permite conectar ocho dispositivos, aunque uno de ellos es la controladora. Puede ser utilizado prácticamente parar cualquier tipo de unidad externa. Empleando la norma SCSI pueden conectarse dispositivos a otros tipos de arquitectura como Mac. Poseen una BIOS propia, dedicada, que supera en su ámbito de actuación a la BIOS del sistema. Por contra tienen la desventaja del precio y que son más dificiles de configurar.

Torre de discos SCSI

• SATA (Serial ATA). Son los normalmente utlizados actualmente por los computadores personales. Utilizan un cable de información mucho más delgado que el IDE, y por supuesto que el SCSI. Puede aumentar la longitud del cable que puede llegar hasta los 5 m. en algunos casos sin deterioro de información. Una de las grandes ventajas de este sistema es que se trata de conexiones punto a punto, y no tipo bus, lo que impide interbloqueos entre los dispositivos. Como los cables son individuales para cada dispositivo se consiguen grandes cantidades de transferencia, en torno a los 150 MB/s.

Esquema de cableado disco duro SATA

• SAS. Es el nuevo sustituto de los SCSI, con una mayor velocidad y permitiendo conexión/desconexión en caliente. Presenta una tasa de transferencia de 120 MB/s, girando a unas 10000 rpm, y un tiempo de acceso de unos 3.5 ms. Posee además una caché de 16 MB. No obstante presenta una diferencia grande respecto a SCSI aunque provenga de él, y es que sólo permite conexión de unidades de almacenamiento.