montaje1 unidad 8 dispositivos de almacenamiento
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MONTAJE 1
Unidad 8
DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO
MONTAJE 2
ÍNDICE
• Dispositivos magnéticos.– Disquetes– Discos duros
• Dispositivos ópticos.– CD's– DVD's
• Dispositivos magneto-ópticos.
• Otros tipos de dispositivos.
MONTAJE 3
DISPOSITIVOS MAGNÉTICOS• Disqueteras
– Dos tamaños:• 5¼” (disquetes grandes, flexibles)• 3½” (disquetes pequeños, rígidos)
– Dos tipos:• DD (doble densidad)• HD (alta densidad)
– Estructura lógica interna:• Caras = lados físicos del disco• Sectores = porciones angulares (entre radios)• Pistas = división en anillos concéntricos al eje
pistasector
MONTAJE 4
DISPOSITIVOS MAGNÉTICOS• Disqueteras
– Capacidad = Sectores/Pista * Nº pistas * Nº caras * Tamaño sector
– Superficie física del disco óxido de hierro (material magnético)– Cabezal de lectura/escritura pequeño electroimán (gran
precisión)• Faja de datos transmisión en paralelo (señales eléctricas)• Sectores del disco transmisión en serie (polarización magnética)
Ø PISTAS SECTORES/PISTA SECTORES/DISCO CAPACIDAD
5¼”DD 40 9 720 360 KB5¼”HD 80 15 2400 1,2 MB3½”DD 80 9 1440 720 KB3½”HD 80 18 2880 1,44 MB
MONTAJE 5
DISPOSITIVOS MAGNÉTICOS• Disqueteras
– Proceso de lectura/escritura1. Anclaje y sujeción del disco dentro de la
unidad
2. Puesta en marcha:• Motor de giro del disco.• Motor de movimiento del cabezal de lectura/escritura.
3. Para escribir:• Corriente eléctrica cabezal polaridad magnética
4. Para leer:• Polaridad magnética cabezal corriente eléctrica
5. Vuelta al estado de reposo del disco
MONTAJE 6
DISPOSITIVOS MAGNÉTICOS• Disqueteras
– Características de una disquetera (FDD)• Sensibilidad
– Ancho de pista capaz de leer el cabezal ( densidad)
• Velocidad de rotación– 300 rpm, excepto en 5¼” HD (360 rpm)
• Centrado– Posición física del disco respecto al eje de giro (anclajes)
• Tangencia– Colocación cabezal lectura/escritura (¡pistas circulares!)
• Histéresis– Tolerancia de posicionamiento del cabezal sobre la pista– Depende de qué pista se viene (sensibilidad)
MONTAJE 7
DISPOSITIVOS MAGNÉTICOS• Codificación de la información
– Idea clave:• Polaridad magnética positiva “0”• Polaridad magnética negativa “1”
– Ejemplo.-+
-
0 1 1 0 0 1 0 1 0
MONTAJE 8
DISPOSITIVOS MAGNÉTICOS• Codificación de la información
– Sistemas más avanzados• Mayor densidad de grabación (datos / pista)
– Modulación en Frecuencia (FM)• Dato “1” dos cambios polaridad (comienzo,
medio)• Dato “0” un cambio polaridad (comienzo)+
-0 1 1 0 0 1 0 1 0
MONTAJE 9
DISPOSITIVOS MAGNÉTICOS• Codificación de la información
– Modulación en Frecuencia Modificada (MFM)• Dato “1” un cambio polaridad (medio)• Dato “0”
– Anterior=“0” un cambio polaridad (comienzo)– Anterior=“1” ningún cambio polaridad
+
-0 1 1 0 0 1 0 1 0
MONTAJE 10
DISPOSITIVOS MAGNÉTICOS• Discos duros
– Igual mecanismo que los disquetes– Mucha mayor capacidad de almacenamiento– Velocidad de rotación 15 ó 20 veces mayor
• Entre 3600 y 15000 rpm (típicamente, 5400 ó 7200)
– El cabezal de lectura/escritura “flota”• ¡No toca la superficie del disco!• En los disquetes, sí.
– Los discos duros no están “al vacío”• Hace falta el “colchón de aire”• Pero no puede haber partículas (“salas blancas”)
MONTAJE 11
DISPOSITIVOS MAGNÉTICOS• Discos duros
– Realmente son varios discos, no uno solo.
– Cada disco, 3½” de tamaño:• En discos antiguos, 5¼” (“big foot”)
• En portátiles, 2” y 2 ½”
– La capacidad no va asociada al tamaño• Mayor densidad de grabación de datos
• Miniaturización de cabezales de lectura/escritura
– Material de soporte magnético• Óxido de hierro, Cobalto
• Base de aluminio, cerámica o vidrio
• Superficie pulida, antiadherente, recubrimiento adicional
MONTAJE 12
DISPOSITIVOS MAGNÉTICOS• Discos duros
– Organización interna:• Plato = cada uno de los discos
– Cara 0 parte superior del primer plato– Cara 1 parte inferior del primer plato– Cara 2 parte superior del segundo plato– Cara 3 parte inferior del segundo plato– …
• Clúster = unidad mínima de información– Conjunto de varios sectores– Un fichero (como mínimo) un clúster– Un clúster no puede pertenecer a más de un fichero
MONTAJE 13
DISPOSITIVOS MAGNÉTICOS• Discos duros
– Organización interna:• Pista = división concéntrica al eje de giro
– Pista nº 0 la más externa– Las pistas internas, “más pequeñas” (¿menos sectores?)
• Cilindro = conjunto misma pista, diferentes platos• Sector = porción angular en que se divide un plato
– Primer sector Sector nº 1 (no hay sector 0)– Los sectores de la pista nº 0 son “más grandes”
» Sin embargo, todas las pistas igual nº sectores» Tamaño sector densidad y técnica codificación» Típicamente, 1 sector = 512 bytes
MONTAJE 14
DISPOSITIVOS MAGNÉTICOS• Discos duros
– Organización interna:• Cabeza = cabezal de lectura/escritura
– Normalmente, uno por cada cara de cada plato– Si son más, mayor velocidad del disco
Cilindro nº 1
Plato nº 1
Plato nº 2
Plato nº 3
Plato nº 4
Cara 0Cara 1
Cara 2Cara 3
Cara 4Cara 5
MONTAJE 15
DISPOSITIVOS MAGNÉTICOS• Discos duros
– Otras características:• Tiempo de posicionamiento
– Tiempo de espera hasta poner el cabezal sobre la pista
– 1/3 del tiempo que lleva recorrer todas las pistas (9-12 msg)
• Tiempo de latencia– Una vez posicionado el cabezal sobre la pista
– Tiempo de espera hasta que “pase” el sector deseado
– Ejemplo.-• Velocidad de rotación = 3600 rpm
– tciclo = 60 / 3600 = 16,6 msg (regla de tres)
– tlatencia = tciclo / 2 = 8, 3 msg
MONTAJE 16
DISPOSITIVOS MAGNÉTICOS• Discos duros
– Otras características:• Valor MTBF (“Medium Time Between Failures”)
– Fiabilidad del disco (tiempo medio entre fallos)– A mayor MTBF, mayor calidad (mínimo, 15000 horas)
• Valor TPI (“Tracks Per Inch”)– Relación tamaño disco / nº pistas– Diferente a densidad de información (bits / pulgada)
• Valor G– Resistencia a golpes (nº veces que soporta su propio peso)
• Tecnología SMART– Previsión de errores y fallos mecánicos (pérdida datos)
MONTAJE 17
DISPOSITIVOS MAGNÉTICOS• Discos duros
– Capacidad de almacenamiento:• Nº Sectores * Tamaño sector * Nº cilindros * Nº cabezas
– Consideraciones:• Pistas de reserva para sustituir las defectuosas
• Pistas de arranque para “aparcar” los cabezales
• 1 MB 1000000 bytes
– Denominaciones en la BIOS:• CHS (“Cylinder, Head, Sector”) ¡hasta 500 MB!• LBA (“Logical Block Addressing”)• Large o ECHS (“Extended CHS”)
TAMAÑOS MAYORES
MONTAJE 18
DISPOSITIVOS MAGNÉTICOS• Discos duros
– Opciones de configuración en la BIOS
MONTAJE 19
DISPOSITIVOS MAGNÉTICOS• Discos duros
– Controladoras de disco estándares:• Bus IDE (norma ATA)
– Modo maestro / esclavo (“Master / Slave”)– Modo “Cable Select”– Norma ATAPI (“ATA Packet Interface”) CD-ROM
• Norma SCSI (“Small Computer Systems Interface”)– Bus más avanzado que el IDE– Mayor velocidad, mayor nº dispositivos, más caro
• Norma Serial ATA (SATA)– Mejoras en la transferencia de datos (150-600 MB/s)– Cableado aerodinámico, menos pines, mayor longitud
MONTAJE 20
DISPOSITIVOS MAGNÉTICOS• Discos duros – conectores
MONTAJE 21
DISPOSITIVOS ÓPTICOS• Características generales
– Sustitución de la tecnología electromagnética• Impulsos eléctricos impulsos luminosos• Diodo láser de infrarrojos, lentes, espejos,…• Almacenamiento información más estable
– No hay contacto físico los discos duran más– Acceso directo a los datos:
• Supera a sistemas de alta capacidad secuenciales
– Mayor densidad almacenamiento información:• Aprox. 100 veces más que en discos magnéticos
– Coste reducido
MONTAJE 22
DISPOSITIVOS ÓPTICOS• Características generales
– Dimensiones físicas:• Substrato circular de policarbonato• 120 mm. exterior, 15 mm. interior• 1,2 mm. grosor, 14 grs. peso
– Organización lógica:• Un única pista en espiral, de dentro a fuera.• Grabación datos densidad lineal constante
– Siempre el mismo número de bits por unidad de longitud– Mejor aprovechamiento del disco que en HDD
• Velocidad de rotación disco variable
MONTAJE 23
DISPOSITIVOS ÓPTICOS• CD (Compact Disc)
– Al principio, soporte almacenamiento musical.– Posteriormente:
• Datos informáticos• Imágenes• Vídeos
– Tipo permanencia datos:• CD-ROM sólo lectura• CD-WORM una escritura, múltiples lecturas (CD-R)• CD-WMRA múltiples escrituras (CD RW)
MONTAJE 24
DISPOSITIVOS ÓPTICOS• CD (Compact Disc)
– Capacidades soportadas:• 63 minutos 540 MB• 74 minutos 650 MB• 80 minutos 700 MB• Más capacidad… “Overburning”
– Tipos de unidades:• Lectoras CD-ROM• Grabadoras (CD-R) CD-WORM• Regrabadoras (CD-RW) CD-WMRA
MONTAJE 25
DISPOSITIVOS ÓPTICOS• CD (Compact Disc)
– Velocidad de las unidades:• <nº>x = tasa máxima de lectura (1x = 150 KB/sg)• <nº>x<nº>x = tasas máximas de lectura y escritura
– Mecanismo de grabación:• Dos tipos de áreas en la superficie del disco
– Zonas erosionadas por el láser (“pits”) Dato “0”– Zonas no erosionadas por el láser (“lands”) Dato “1”
• Diodo láser diferente al de las unidades lectoras• Diferente forma de “tapar” zonas erosionadas
– Unidades CD-R / Unidades CD-RW
MONTAJE 26
DISPOSITIVOS ÓPTICOS• DVD (Digital Versatile/Video Disk)
– Soporte similar al CD mayor capacidad• Menor distancia entre “pits” mayor densidad• Menor distancia entre pistas (¡el doble!)• Mayor precisión lectura/escritura diodo láser
– Capacidad inicial = 4,7 GB• Mejoras de aprovechamiento del sustrato
– Doble capa:» Dos niveles de profundidad, el 1º semitransparente» Diferente potencia diodo láser
– Doble cara
MONTAJE 27
DISPOSITIVOS ÓPTICOS
• DVD (Digital Versatile/Video Disk)– Tipos de DVD y su capacidad
– Estándares y variantes:• DVD-RAM / DVD-ROM• DVD+R / DVD-R
DVD CAPAS CARAS TAMAÑO (GB) TOTALDVD5 1 1 4,7 4,7 GBDVD9 2 1 4,7 + 3,8 8,5 GB
DVD10 1 2 4,7 * 2 9,4 GBDVD17 2 2 (4,7 + 3,8) * 2 17 GB
MONTAJE 28
DISPOSITIVOS MAGNETO-ÓPTICOS
• Características generales:– Sistema mixto
• Grabación magnética (previa preparación láser)• Lectura óptica
– En muchos casos, compatibilidad FDD• Mayor densidad almacenamiento
– Ejemplos.-• Floptical (formato 3½”, hasta 21 MB)• MiniDisc (> 1GB)• …
MONTAJE 29
OTROS DISPOSITIVOS• PENDRIVES:
– No son discos, sino módulos de memoria.– Actualmente, hasta 16 GB.– Conexión USB.– Se montan como discos duros extraíbles.
• Discos ZIP:– Tecnología magneto-óptica.– Copias de seguridad (100-750 MB).
• Unidades JAZ:– Discos duros removibles (1-2 GB).