Dispositivos de almacenamiento

1. Discos duros. 

- Tipos:

• SSD: Es un tipo de dispositivo de almacenamiento de datos que utiliza memoria no volátil, como la memoria flash, para almacenar datos, en lugar de los platos o discos magnéticos de las unidades de discos duros (HDD) convencionales.

• SATA: Es una interfaz de transferencia de datos entre la placa base y algunos dispositivos de almacenamiento, como la unidad de disco duro, lectora y grabadora de discos ópticos (unidad de disco óptico), unidad de estado sólido.

• SAS: Es el dispositivo de almacenamiento de datos que emplea un sistema de grabación magnética para almacenar archivos digitales.

• SCSI: Es una interfaz estándar para la transferencia de datos entre distintos dispositivos del bus de la computadora.

- Estructura física y funcionamiento. Direccionamiento.

Un disco duro es una caja herméticamente cerrada, en cuyo interior se encuentra un conjunto de componentes electrónicos y mecánicos capaz de sincronizar los dos motores y las acciones de las cabezas de lectura/escritura.

Funcionamiento

El disco es en realidad una pila de discos llamados platos que almacenan la información magnética mente. Los diferentes platos que forman el disco giran a una velocidad constante y no cesan mientras el ordenador está encendido. Cada cara del plato tiene asignado uno de los cabezales de lectura/escritura.

Las acciones que ejecuta el disco duro en una operación de lectura son: 

• Desplazar los cabezales de lectura/escritura hasta el lugar donde empiezan los datos. 
• Esperar a que el primer dato llegue donde están los cabezales. 
• Leer el dato con el cabezal. 

La operación de escritura es similar. El funcionamiento teórico es sencillo, pero en la realidad es mucho más complejo, ya que entran en juego el procesador, la controladora de discos, la BIOS, el sistema operativo, la memoria RAM y el propio disco.

- Estructura lógica.

La estructura lógica de un disco duro es la forma en la que se organiza la información que contiene. Está formada por:

• El sector de arranque: Es el primer sector del disco duro: Cabeza 0, cilindro 0 y sector 1. En el se almacena la tabla de particiones, qué contiene información acerca del inicio y el fin de cada partición.
• El espacio particionado: Es el espacio de disco duro que ha sido asignado a alguna partición. Las particiones se definen por cilindros.

• El espacio sin particionar: Es el espacio que no se ha asignado ninguna partición.

- Características y factores de forma.

Las características que se deben tener en cuenta en un disco duro son:

• Tiempo de medio acceso: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista y en el sector deseado.
• Tiempo de lectura y escritura: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en el sector.
• Tiempo medio de búsqueda: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista deseada.
• Latencia media: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en el sector deseado.
• Velocidad de rotación: Es la velocidad a la que gira el disco duro, más exactamente, la velocidad a la que giran el/los platos del disco, que es donde se almacenan magnética mente los datos.
• Tasa de transferencia: Velocidad a la que puede transferir la información a la computadora una vez que la aguja está situada en la pista y sector correctos.

Factores de forma

El más temprano "factor de forma" de los discos duros, heredó sus dimensiones de las disqueteras. Pueden ser montados en los mismos chasis y así los discos duros con factor de forma, pasaron a llamarse coloquialmente tipos FDD "floppy-disk drives".

• 8 pulgadas
• 5,25 pulgadas
• 3.5 pulgadas
• 2,5 pulgadas
• 1,8 pulgadas
• 1 pulgada
• 0,85 pulgadas.

- Discos ATA/IDE

La interfaz ATA  o PATA, originalmente conocido como IDE, controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI o unidades de discos ópticos como lectoras o grabadoras de CD y DVD. Son planos, anchos y alargados.

Hasta el 2004, aproximadamente, fue el estándar principal por su versatilidad y asequibilidad.

- Discos SATA

Serial ATA o SATA es el más novedoso de los estándares de conexión, utiliza un bus serie para la transmisión de datos. Notablemente más rápido y eficiente que IDE. Físicamente es mucho más pequeño y cómodo que los IDE, además de permitir conexión en caliente (hot plug).

Existen tres versiones:

• SATA 1 con velocidad de transferencia de hasta 150 MB/s (descatalogado),
• SATA 2 de hasta 300 MB/s, el más extendido en la actualidad;
• SATA 3 de hasta 600 MB/s el cual se está empezando a hacer lugar en el mercado.

- Discos SCSI

Son interfaces preparadas para discos duros de gran capacidad de almacenamiento y velocidad de rotación.

Se presentan bajo tres especificaciones:

• SCSI Estándar (Standard SCSI),
• SCSI Rápido (Fast SCSI) y
• SCSI Ancho-Rápido (Fast-Wide SCSI).

Su tiempo medio de acceso puede llegar a 7 milisegundos y su velocidad de transmisión secuencial de información puede alcanzar teóricamente los 5 Mbit/s en los discos SCSI Estándares, los 10 Mbit/s en los discos SCSI Rápidos y los 20 Mbit/s en los discos SCSI Anchos-Rápidos (SCSI-2).

- Discos SSD

Es un tipo de dispositivo de almacenamiento de datos que utiliza memoria no volátil, como la memoria flash, para almacenar datos, en lugar de los platos o discos magnéticos de las unidades de discos duros (HDD) convencionales.

- Discos PCI EXPRESS

En los discos duros PCIe SSD se inserta el dispositivo en un puerto PCI Express consiguiéndose una mayor velocidad. Es decir tu disco duro se convierte en otro elemento, como ocurre por ejemplo con la tarjeta gráfica, que se inserta de forma directa a la placa base. Debido a esto podemos conseguir una mayor velocidad. Por ejemplo un PCI Express 2.0 tiene 500 MB por línea, existiendo configuraciones de x1, x4, x8 o x16. Un dispositivo de 4 líneas PCI Express 2.0 puede llegar a 1.6 GB/s de datos virtuales casi el triple que SATA 3.

- Discos duros EXTERNOS.

Los discos duros (conocidos en algunos países como discos rígidos) son elementos informáticos que permiten almacenar datos que las computadoras (ordenadores) aprovechan durante su funcionamiento. Se trata de un dispositivo dotado con al menos un disco que se une a otros a partir de una misma estructura o eje donde hay, entre otras piezas, cabezales de lectura y escritura.

La mayor parte de los discos duros son internos (es decir, se localizan en el interior de la estructura o armazón de la computadora), lo que dificulta su extracción y traslado. Para revertir esta situación, existen los discos duros externos o discos duros portátiles, que funcionan fuera del equipo para facilitar su transporte.

El disco duro externo suele conectarse a la computadora a través de USB o Firewire, aunque hay algunos que mantienen las conexiones SCSI o SATA de los discos duros internos.

- Cabinas de discos.

Las cabinas de discos son sistemas de almacenamiento de datos formados por múltiples discos físicos. Suelen disponer de múltiples puertos para ofrecer alta disponibilidad basada en la existencia de múltiples caminos; del mismo modo suelen utilizar tecnologías RAID para ofrecer alta disponibilidad en el almacenamiento; de este modo la pérdida de un disco no ocasionará pérdida de datos.

2. Unidades ópticas.

• CD-ROM: Las unidades de CD-ROM solo admiten accesos de lectura; no es posible borrar, sobrescribir o modificar la información grabada en el disco.  Está formada por los elementos siguientes: 

1. La cabeza de lectura: Consta de una fuente de luz y un receptor de luz llamado fotodetector. La cabeza envía la luz sobre la superficie reflectante del disco que contiene los datos y el detector lee la luz reflejada. 
2. El accionador de la cabeza: Se encarga de desplazar la cabeza sobre la superficie del disco hasta la pista que va a leerse. 
3. El motor de rotación: Es el que hace girar el disco. La velocidad de giro del disco dependerá de la posición del accionador de la cabeza. Tenemos dos opciones: mantener la velocidad lineal constante o que permanezca constante la velocidad de giro.

• DVD: Inicialmente, al DVD se le llamó disco de vídeo digital, porque se destinaba a guardar películas.Las características principales de un DVD son su velocidad y su capacidad de almacenamiento. Los DVD son del mismo tamaño que los CD, pero pueden contener más datos, por varios motivos:

1. La longitud de los hoyos microscópicos utilizados para codificar los datos son menores en el DVD que en el CD. 
2. Las pistas en un DVD están más próximas que en un CD. 
3. Un DVD puede tener dos capas de datos: una capa opaca y otra translúcida. La unidad puede leer las dos capas enfocando el láser a una o a la otra. 
4. Un DVD consiste en dos discos pegados uno contra el otro; esto hace posible que se puedan 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 cara del disco puede tener a su vez dos capas de datos. 
5. Los DVD utilizan un método más eficaz de detección y corrección de errores. 

Unidades

Físicamente, las unidades lectoras y grabadoras de DVD son muy similares a las unidades lectoras y grabadoras de CD. En la parte frontal podemos encontrar la bandeja del disco, el botón de expulsión, el orificio de expulsión de emergencia y el indicador o los indicadores de actividad de la unidad.

En la parte trasera de la unidad se suelen encontrar elementos similares a los vistos para la unidad de CD: el conector de energía o de alimentación, el conector de datos (IDE/ ATAPI, SATA), los jumpers y los conectores de salida de audio analógico y de audio digital.

Lectoras/Grabadoras

Las unidades grabadoras de CD y DVD tienen un aspecto similar a las unidades lectoras.

Grabadora de DVD es la unidad de disco óptico capaz de leer y grabar discos versátiles digitales (DVD) en formato audio, video y datos. Los discos DVD grabados pueden ser reproducidos en cualquier reproductor de DVD.

Casi todas las grabadoras de DVD permiten lectura y grabación de CD. Cuando compramos una grabadora nos indica en el formato que podemos grabarlo, como por ejemplo: 

CD-ROM, CDR, CDRW, DVD-ROM, DVDR, DVD-RAM, DVDRW, DVD+RW, DVD+R, DVD+R DL.

Las velocidades para lectura, escritura y reescritura son estas: 

1. Velocidad de lectura 48x (CD)/16x (DVD). t
2. Velocidad de escritura 48x (CD)/18x (DVD±R)/8x (DVDR DL)/10x (DVD+R DL). 
3. Velocidad de reescritura 32x (CD)/6x (DVDRW)/8x (DVD+RW)/12x (DVD-RAM).

• Blu-Ray: Es un formato de disco óptico de nueva generación, desarrollado por la Blu-ray Disc Association (BDA), empleado para vídeo de alta definición (HD) y con mayor capacidad de almacenamiento de datos de alta densidad que la del DVD. El disco Blu-ray tiene 12 cm de diámetro, igual que el CD y el DVD.

Funcionamiento

El disco Blu-ray hace uso de un rayo láser de color azul con una longitud de onda de 405 nanómetros, a diferencia del láser rojo utilizado en lectores de DVD, que tiene una longitud de onda de 650 nanómetros. permite almacenar sustancialmente más información que el DVD en un disco de las mismas dimensiones y aspecto externo. Blu-ray obtiene su nombre del color azul del rayo láser.

3. Memorias flash

Son unos dispositivos portátiles de pequeño tamaño, con gran capacidad de almacenamiento, bastante resistentes a golpes y de bajo consumo. Las utilizan numerosos dispositivos, como teléfonos móviles, PDA, reproductores de audio, pero, sin duda, los más populares son las cámaras digitales. La memoria flash es un tipo de memoria EEPROM (Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory, ROM programable y borrable eléctricamente), y es una memoria no volátil; es decir, 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. Permite la lectura y escritura de múltiples posiciones de memoria en la misma operación.

Vídeo disco duro

Fuentes de información

• Wikipedia
• Temario