T6 Sistemas de almacenamiento externo.Tipos.Caracteristicas y funcionamiento PDF

Preview

Summary

Tema para oposiciones...

Description

TEMA 6

TEMA 6 : SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO EXTERNO. TIPOS. CARACTERÍSTICA Y FUNCIONAMIENTO.

1

TEMA 6 ÍNDICE : 1.- INTRODUCCIÓN . 2.- ALMACENAMIENTO MECÁNICO . 3.- ALMACENAMIENO MAGNÉTICO . 3.1.- CINTAS MAGNÉTICAS : 3.2.- DISCOS MAGNÉTICOS : 3.2.1- DISCOS DUROS . 3.2.2.- DISQUETES . 3.2.3.- DISCOS WINCHESTER . 4.- ALMACENAMIENTO ÓPTICO . 4.1.- DISCOS COMPACTOS . 4.2.- WORM : (WRITE-ONCE, READ MANY / UNA ESCRITURA, MUCHAS LECTURAS). 4.3 DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO MAGNETO-ÓPTICOS : 4.4.-DVD (DIGITAL VERSATILE DISK) . 4.5.- BLU RAY . 5.- OTRAS UNIDADES DE ALMACENAMIENTO SECUNDARIO . 5.1.-SUPERDISK . 5.2.-IOMEGA ZIP . 5.3.- IOMEGA JAZ . 5.4.- SONY HIFD . 5.5.-MEMORIA USB . 5.6.- MEMORIA FLASH .

2

TEMA 6

1.-INTRODUCCIÓN : Se denomina soporte a todo material o dispositivo, en general, destinado a almacenar información. En definitiva a todo medio en el cual se puede almacenar información con una determinada estructura. Es evidente que la información tiene que estar almacenada en determinados lugares , de los cuales se puede extraer para ser procesada y en los que se puede registrar, para poder ser utilizada en procesos posteriores .Esta información se ubica en unos dispositivos llamados soportes de información . La diferencia entre soporte y periférico reside en que: se considera como periférico a cualquier equipo de E/S de datos, conectado al ordenador, que sirve para leer o escribir información sobre los soportes .Y los soportes son el almacén de la información. El almacenamiento secundario es un medio de almacenamiento definitivo (no volátil como el de la memoria RAM). Básicamente, los dispositivos de almacenamiento secundario utilizan, tres técnicas para almacenar los datos : 1.- El almacenamiento Mecánico. 2.- El almacenamiento Magnético. 3.- El almacenamiento Óptico.

2.- ALMACENAMIENTO MECÁNICO: Es una clasificación, que para hacer historia puede ser interesante. pero jamás tendrá una aplicación en ningún campo. Esto es debido a que desde hace ya bastante tiempo , los soportes de información mecánicos se han dejado de utilizar . Destacar la tarjeta perforadora y cinta de papel . Los sistemas de lectura de tarjetas perforadas son unidades de entrada al ordenador que transforman la información contenida en forma de perforaciones en la tarjeta en señales eléctricas binarias. Están constituidos fundamentalmente por tres partes: Cajón o depósito de alimentación: Donde se deposita el bloque de tarjetas a leer. Estación de lectura: Suele estar constituida por una serie de fotocélulas y cada fotocélula detecta las perforaciones de una fila. Las tarjetas son arrastradas una a una de forma mecánica del cajón de alimentación a la estación de lectura. Las tarjetas pasan longitudinalmente entre las células fotoeléctricas y una fuente de luz. Las fotocélulas detectan la presencia de un orificio al captar la luz procedente del otro lado de la tarjeta. 3

TEMA 6 De esta forma y con un circuito decodificador adecuado se rellena la memoria intermedia de la lectora con la información de una tarjeta en un código de E/S. Una vez llena la memoria intermedia, se transmite su contenido al ordenador central mientras se procede al arrastre de la siguiente tarjeta. Cajón o depósito de salida: Donde se depositan las tarjetas, después de ser leídas, llegando en el mismo orden en que se ubicaron en el depósito de alimentación. Existen sistemas que tienen un cajón de salida adicional, de tarjetas erróneas, donde se introducen las tarjetas en las que se detectan perforaciones que no corresponden a ningún código de los posibles caracteres. La Unidad de perforación de tarjetas , está constituida por las mismas partes fundamentales de la lectura, pero añadiendo una estación de perforación. Como es lógico también es un dispositivo fuera de uso. Ahora se usarán tarjetas vírgenes y entre el cajón inicial y la estación de lectura existe una estación de perforación constituida por una hilera de punzones que son activados electromagnéticamente de acuerdo con los caracteres grabados en la memoria intermedia de la perforadora por el ordenador. Una vez perforada la tarjeta, atraviesa una estación de lectura que verifica las perforaciones realizadas. Las unidades perforadoras son más lentas que las lectoras. Estas máquinas trabajan fuera de línea con el ordenador. La información tecleada por el usuario va siendo perforada en la tarjeta.

3.- ALMACENAMIENO MAGNÉTICO : Los soportes de almacenamiento magnético, son aquellos que utilizan la propiedad de los metales ferrosos, o las cintas cubiertas con material ferroso. Este tipo de soporte, formado por material ferromagnético, nace como alternativa a todos los soportes no direccionables (para acceder a una posición dentro de la memoria hay que consultar previamente, toda la información anterior .La información se almacena según se genera, no se accede a la información a través de direcciones físicas de almacenamiento), ya que estos, a pesar de ser baratos y poder almacenar muchísima información , son excesivamente lentos . Entre los soportes de almacenamiento magnético más famosos destacamos: 1. Cinta magnética (acceso secuencial) . 2. Discos magnéticos .

3.1.- CINTAS MAGNÉTICAS : Las unidades de cinta magnética son dispositivos de E/S de datos de acceso secuencial, que permite la grabación y lectura (no destructiva) de la información sobre un soporte magnético (cinta magnética). Una unidad de cinta constará, aparte del soporte de almacenamiento magnético (la cinta magnética) de un controlador de cinta, que reúne los elementos electrónicos y electromecánicos que permiten realizar acciones de lectura y escritura de 4

TEMA 6 información, posicionado de la cinta y sincronismo, envio y recepción de los datos (es la interfaz con el ordenador). El ancho de la cinta esta dividido en 9 pistas a lo largo de toda la longitud de la misma, cada una de ellas asociada con una cabeza de grabación y de lectura, que permiten la escritura o lectura de un carácter. El principal problema que presentan las cintas magnéticas , aparte de la lentitud del acceso secuencial , consiste en la imposibilidad de intercambiar información adicional. Para ello hay que volver a grabar todo el resto de la cinta hasta el final. Las unidades de cinta magnética pierden terreno frente a los discos magnéticos, prácticamente sólo se emplean para realizar copias de seguridad (back-up) . Son no reutilizables, no direccionables, discontinuos (el tamaño del registro dentro del fichero no es ilimitado , es fijo) y externo .

3.2.- DISCO MAGNÉTICO : El disco magnético constituye un soporte clave en todo ordenador, gracias a permitir almacenar información de forma no volátil, a su alta capacidad de almacenamiento y al tratarse de un dispositivo de acceso directo . En una unidad de disco magnético , deberemos distinguir de nuevo entre el soporte físico de almacenamiento y el controlador de disco. Los discos generalmente están gestionados por un controlador de disco, que es un dispositivo electrónico que transforma las ordenes del ordenador en movimientos de la unidad de disco .En estos controladores hay que tener en cuenta dos parámetros esenciales (unidad de disco = controlador de disco + soporte físico de almacenamiento) . 1.- Interface : Protocolo de conexión entre el controlador y la unidad de disco . Fija los pasos de comunicación. 2.- Esquema de codificación de datos : Algoritmo que graba los datos en el disco duro .Los códigos más usados son MFM,RLL,ARLL,...

Nuevamente nos encontramos ante un soporte magnético , de lectura no destructiva, consistente en uno o varios discos (recubiertos de una fina película magnética) , que giran solidariamente a alta velocidad . El sistema puede tener una o varias cabezas de lectura/escritura por superficie. En el primer caso estaremos ante un sistema de brazo o cabeza móvil, y en el segundo , ante un sistema de cabeza fija o cabeza por pista. Para entender el funcionamiento de estos sistemas tendremos que referirnos a la organización del dispositivo que se divide en pistas, sectores y cilindros. Una pista es la porción del soporte de almacenamiento que gira delante de una cabeza. En los sistemas de cabeza fija , cada una de estas define una

5

TEMA 6 pista. En los de cabeza móvil, puesto que el brazo puede desplazar la cabeza radialmente mediante mecanismos hardware , cada posición de la cabeza definirá una pista distinta .En un sistema de cabezas fijas el cambio de una pista a otra se efectúa rápidamente, pero el gran número de cabezas que se precisan hacen caro el dispositivo , mientras que en un sistema de cabeza móvil precisa sólo de una cabeza , lo que reduce el precio . A su vez las pistas se dividen en sectores . Cada sector constituye la unidad de información que se transfiere en un acceso (de lectura o de escritura). Finalmente , en los sistemas de varias superficies y de brazo móvil , aquellas pistas a las que se accede en cada posición del brazo , constituyen un cilindro . También se han de incluir , al igual que en las cintas magnéticas , unos claros o gaps entre sectores. Este formato puede ser de tipo hardware o software. En el primer caso , existen unas marcas fijas, físicamente situadas sobre el soporte , que indican el comienzo de cada sector .Esto hace que los sectores sean de tamaño fijo .En el segundo caso , sólo existe una marca o índice que indica el principio de las pistas . Los distintos sectores se identificaran por su cabecera . Ya hemos dicho que el acceso en las unidades de disco es directo . El tiempo de acceso viene dado por el tiempo de posicionado del brazo en la pista deseada (tiempo de búsqueda) , más el tiempo que tarda la información de la pista en pasar delante de la cabeza por efecto de la rotación del disco (latencia), es decir, la cantidad de tiempo que lleva, en media, hasta que la información pasa por donde espera el cabezal de lectura desde que este está en el lugar adecuado. Estos tiempos dependen de la posición de partida y del lugar donde se aloje la información buscada . Las partes de un disco magnético son : Hay que tener en cuenta que los discos y en especial los discos duros , se dividen en cuatro zonas que son las siguientes : 1.- Sector de arranque (boot sector) : Se localiza siempre en el sector 0 de todo el disco . Contiene un pequeño programa que carga el sistema operativo en memoria durante la iniciación del sistema. 2.- La FAT (Tabla de localización de ficheros): La única función de un disco es almacenar información de la manera más eficiente posible. Los ficheros se ubican en el disco mediante los clusters o unidades de asignación . Se entiende por clusters al conjunto de uno o más sectores continuos en los que se almacenara un fichero. Se trata de un mapa del disco, dividido en clusters. La FAT es un arreglo(array) de tantas celdas como clusters integran el disco; en cada celda se almacena un puntero que indica que clusters sigue al correspondiente a la celda en la secuencia. Nótese que de ninguna manera se indican en la FAT a que archivo pertenece un clusters; simplemente se codifican cadenas. Supongamos que el primer clusters de un archivo es el 2033 (surge de la entrada de directorio que

6

TEMA 6 define el archivo). La posición 2033 de la FAT, a su vez contiene el valor 3854; esto indica que el archivo incluye los clusters 2033-3854..., en ese orden. Un valor de -1 (FFF o FFFF en hexadecimal) indica el fin de la cadena es decir, el ultimo clusters del archivo. El almacenamiento del archivo se deduce entonces partiendo de la entrada de directorio y recorriendo la secuencia codificada en la FAT. Naturalmente no todos los clusters pertenecen a algún archivo. Los clusters libres son marcados en la FAT con un 0. 3.- Directorio raíz : Es la tercera zona que se crea al formatear un disco , y comienza en el primer sector libre después de la FAT . Será de este directorio de donde “cuelgue” toda la información en cuanto a ficheros se refiere y otros subdirectorios . Es un área dividida en entradas de 32 bytes, cada una de las cuales corresponde a un archivo. El número de entradas es variable (generalmente 512) y determina la extensión del directorio, que ocupa un número entero de sectores. Cada entrada se divide en campos que contienen el nombre del archivo, sus atributos, fecha y hora de última modificación e información acerca de la localización del archivo. 4.- Los subdirectorios : Son iguales que el directorio raíz , a diferencia del directorio raíz necesita un número de sectores fijos. Son una clase especial de archivos . Si bien MS-DOS. no permite accederlos de manera análoga a los archivos, él mismo los trata en forma similar. Un subdirectorio se diferencia de un archivo común por una marca de atributo, y su contenido se estructura en entradas, tal como ocurre con el directorio raíz. Dentro de los discos magnéticos destacamos : Discos duros, disquetes y discos Winchester .

3.2.1.-DISCOS DUROS : El disco duro es el dispositivo donde se almacenan todos los datos de manera permanente . La velocidad de transferencia de datos ente el disco duro y el ordenador dependerá básicamente de la controladora , que normalmente está integrada en la placa madre y se comunica con el disco duro mediante un bus .También existen controladoras que van en una tarjeta que se une a la placa a través de una ranura de expansión . Si el ordenador es lento, es inútil disponer de velocidades de transferencia rápidas , ya que el microprocesador no es capaz de admitir datos a tanta velocidad. La controladora será la encargada de transformar las peticiones de lectura y escritura en las señales eléctricas adecuadas para el funcionamiento del disco duro .Para pasar información del disco duro a la memoria necesitamos la controladora de disco que hará de intermediaria entre el ordenador y esos dispositivos de almacenamiento.

7

TEMA 6 Dentro de los parámetros a fijarnos para determinar las prestaciones de un disco duro, tenemos : 1. TMA (Tiempo medio de acceso ) : Tiempo medio de búsqueda más el posicionamiento de las cabezas del disco duro en una pista determinada. 2. TMB (Posicionamiento pista a pista): Tiempo medio de posicionamiento de las cabezas del disco duro entre dos cilindros consecutivos . 3. Velocidad de transferencia de datos : Especifica la cantidad máxima de información que se transfiere por unidad de tiempo. 4. MTBF :Tiempo medio de vida entre fallos. 5. Capacidad : Hoy en día se mide en MB o GB. 6. Fragmentación : Cuando un fichero se encuentra almacenado en partes dispersas del disco duro , las cabezas lectoras deben desplazarse de una parte a otra para leer la información con las consiguientes perdidas de prestaciones . Mediante utilidades software , como las Utilidades Norton, podemos conseguir desfragmentar el disco.

Un disco duro generalmente consiste de varios platos o láminas . Cada plato requiere dos cabezas de lectura/escritura, una para cada lado. Todas las cabezas de lectura/escritura están unidas a un brazo de acceso para que no se muevan independientemente.

Las láminas circulares, están recubiertas de un material que posibilita la grabación magnética de datos. Un disco duro normal gira a una velocidad de 3.600 revoluciones por minuto y las cabezas de lectura y escritura se mueven en la superficie del disco sobre una burbuja de aire de una profundidad de 10 a 25 millonésimas de pulgada. El disco duro va sellado para evitar la interferencia de partículas en la mínima distancia que existe entre las cabezas y el disco.

Los discos duros proporcionan un acceso más rápido a los datos que los discos flexibles y pueden almacenar mucha más información, en general el acceso a los datos en un disco duro depende de la posición en donde se encuentre la cabeza y el punto donde se localiza la información.

Al ser las láminas rígidas, pueden superponerse unas sobre otras, de modo que una unidad de disco duro puede tener acceso a más de una de ellas. La mayoría de los discos duros tienen de dos a ocho láminas. Actualmente, los tamaños son del orden de varios Gigabytes (de 8 a 30), su tiempo medio de acceso es muy bajo (algo menos de 20 milisegundos) y su velocidad de transferencia es tan alta que deben girar a más de 4.000 rpm.

8

TEMA 6

3.2.1.- DISQUETES: Existen otros dispositivos auxiliares de almacenamiento externo de soporte magnético extraíbles, los disquetes o flopys disk. Su funcionamiento no es totalmente similar a los discos magnéticos , ya que aquí se los recubre de una superficie resistente que permite el contacto de la cabeza de lectura/escritura sobre la superficie magnetizada , lo que permite más sencillez de uso y menos coste , si bien su capacidad de almacenamiento es mucho más reducida 1,44 Mb. Los disquetes son pequeños discos cuyos platos son flexibles , ya que están constituidos por un material de plástico y son intercambiables. La superficie se encuentra protegida por una funda recubierta internamente de una material que facilita el desplazamiento rotacional del plato . Los disquetes fueron un medio muy importante para introducir y extraer información del ordenador .Por eso se comentan brevemente los aspectos relativos a la unidad en la que se insertan : las denominadas disqueteras . El funcionamiento de una disquetera conlleva los siguientes pasos : 1. El rotor hace girar el disco situado en el interior del disquete una vez insertado en la disquetera . Una cabeza de lectura/escritura se mueve sobre la superficie del disco escribiendo o leyendo los datos . 2. Un haz de luz atraviesa la muesca de protección del disquete y comprueba si esta protegido antes de escribir o borrar datos . 3. Un diodo LED externo indica se la unidad esta leyendo o escribiendo .

Hasta hace poco los disquetes eran flexibles y algo grandes, 5,25 pulgadas de ancho y con capacidad de 360 Kb, lo que hizo que desaparecieran rápidamente. En la actualidad son más pequeños (3,5 pulgadas), algo más rígidos y con capacidad de 1 ,44 Mb. Aunque son unos dispositivos poco fiables, ya que les afecta la temperatura, el polvo, los golpes y los campos magnéticos, se siguen utilizando en nuestros días.

Se le llama flexible porque su material lo permite (por lo menos los de 5 pulgadas 1/4). A diferencia de la mayoría de los discos duros, los discos flexibles (llamados floppies o disquetes) son portátiles, porque pueden removerse de la unidad de discos. Las unidades de discos se denominan unidades flexibles. Los discos flexibles son de acceso más lento que el de los discos duros, tienen menos capacidad, pero también son mucho más baratos, y principalmente, son portátiles.

9

TEMA 6

3.2.3.- DISCOS DE TECNOLOGÍA WINCHESTER : Conforme avanza la tecnología ,se descubren nuevas técnicas y nuevos modelos de almacenamiento magnético de la información .Particularmente es de destacar la tecnología WINCHESTER, consiste en registrar la información en un soporte que tiene uno o varios discos duros fijos (no removibles, y un disco no fijo (removible) ). De esta manera se aumenta considerablemente la capacidad de diskpack, pues al tener un disco que se pueda introducir y sacar del soporte , la capacidad del soporte se hace ilimitada , ya que dependerá del número de discos removibles que tengamos. Además de esto, la tecnología WINCHESTER , se caracteriza por el reducido espacio en el que están ubicados, discos y dispositivos de lectura/escritura . Este espacio esta sellado , protegiendo a todo el mecanismo de posibles deterioros. También físicamente está mucho más depurado . La cabeza de lectura/escritura hace poca presión sobre el disco , con el fin de evitar el excesivo desgaste. En cuanto a estructura física, los discos de tecnología WINCHESTER disponen de unas capacidades aproximadas comprendidas entre 10 Mb y 40 Mb, con un número de pistas que oscila entre 166 a 1120 pistas . Todo ello con un tiempo medio de acceso comprendido entre 25 y 170 milisegundos. Estos soportes son reutilizables , direccionables y continuos.

4.- ALMACENAMIENTO ÓPTICO : La necesidad de mayores capacidades de almacenamiento han llevado a los fabricantes de hardware a una búsqueda continua de ...