Alma Cena Mien To

Introducción a la Ingeniería de Sistemas

Tema:Dispositivos de

almacenamiento secundario

Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario

¿Cuál es la unidad base en el sistema de medición para almacenamiento de datos ?

El Byte.

Recordando …

¿Cuál es el factor multiplicador en el sistema de medición para almacenamiento de datos?

1024 (210)

Tema: Dispositivos de almacenamiento secundarioRecordando …

¿Cuáles son los prefijos en el sistema de medición para almacenamiento de datos?

Kilo, Mega, Giga, Tera, etc.

¿Cuántos bytes hay en un KiloByte?1024

¿Cuántos bytes hay en un MegaByte?1024 x 1024 = 1.048.576

Recordando …Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario

¿Las memorias RAM y ROM son dispositivos de almacenamiento?

¡Claro que sí!En ambos casos se trata de dispositivos

físicos en los que se almacena información


Recordando …¿Qué se almacena en la memoria ROM?

Las instrucciones para iniciar las operaciones de la computadora.

¿Qué se almacena en la memoria RAM?

Todos los datos y programas que se están ejecutando en un momento dado.


Entre los dispositivos de almacenamiento ¿Bajo qué categoría se clasifican las

memorias RAM y ROM?

Memoria principal = Almacenamiento principal = Almacenamiento primario =

Memoria primaria

Recordando …


¿Por qué se incluyen en la categoría “primaria” o “principal”?

Porque la computadora no podría funcionar si faltara una de ellas.

Recordando …

¿Qué otra categoría de dispositivos de almacenamiento forma parte de la

Arquitectura Von Neumann?Almacenamiento secundario.

ObjetivosTema: Dispositivos de almacenamiento secundario

Identificar los dispositivos de almacenamiento secundario.

Clasificar estos dispositivos de acuerdo con la tecnología que usan para la lectura y escritura de los datos.

Explicar el funcionamiento general de estos dispositivos.

Aplicar los criterios para la medición del desempeño de estos dispositivos.

ContenidoTema: Dispositivos de almacenamiento secundario

Dispositivos magnéticos de almacenamiento.

Dispositivos ópticos de almacenamiento.

Organización de los datos en un dispositivo de almacenamiento.

Medición del desempeño.

Medios de almacenamiento

Componentes físicos o materiales en los que

se almacenan los datos.

Dispositivos (unidades) de almacenamiento

Componentes físicos que escriben y leen de los

medios de almacenamiento.


Dispositivos y medios


Tipos de dispositivosMagnéticos

•Discos duros• Discos duros removibles• USB

Ópticos

• CD-ROM• CD-Recordable (WORM)• CD-RWritable.• DVD

Todos usan el mismo medio (material)

Usan técnicas similares para leer y escribir los datos

Las superficies de los disquetes, discos duros y cintas magnéticas están recubiertas con partículas de un

material magnético sensible (por lo general óxido de hierro) que reacciona a un campo magnético.

Cada partícula actúa como un imán, creando un campo magnético cuando se somete a un electroimán.

Las cabezas de lectura/escritura de la unidad, contienen electroimanes y graban cadenas de 1 y 0, alternando la

dirección de la corriente en esos electroimanes.


Dispositivos magnéticos

Tema: Dispositivos de almacenamiento secundarioDispositivos magnéticos

¿Qué es un medio de almacenamiento?

El material físico en el que se almacenan los datos.


Repaso

¿Qué es un dispositivo de almacenamiento?

El componente físico que escribe y lee datos en el medio de almacenamiento.

¿Cuáles son las categorías en que se clasifican los dispositivos de almacenamiento?

Dispositivos magnéticosDispositivos ópticos


Repaso

¿Cuál es el criterio para clasificarlos bajo esas categorías?

La tecnología que utilizan para leer y escribir datos.

Nombre dos ejemplos de dispositivos magnéticos

Unidad de disqueteUnidad de disco duro


Repaso

Nombre dos ejemplos de dispositivos ópticos

Unidad de CD-ROMUnidad de DVD

¿Por qué la categoría “Dispositivos magnéticos de almacenamiento” recibe ese nombre?

Porque las cabezas de lectura/escritura de la unidad contienen electroimanes.

Graban cadenas de 1 y 0 alternando la corriente en las partículas de material magnético que recubren al medio.

Así, su tecnología para leer y escribir datos está basada en el uso de campos magnéticos.


Repaso

¿Cómo se organizan los datos en un disco?

Antes de poder usar un disco para almacenar datos, se debe formatear o inicializar.

Procedimiento de formateo

Objetivo: Crear un mapa con el que la computadora pueda llegar a cualquier punto del disco directamente.

Pasos: Creación de las pistas (círculos magnéticos concéntricos) Numeración de las pistas desde afuera (0) hacia dentro Creación de sectores (segmentos cortos en cada pista) Numeración de los sectores en forma secuencial y única Creación de registro de arranque, tabla de asignación de archivos (FAT), directorio raíz y área de datos.





SectorPista (Track)

Creación de pistas, sectores y cluster

Cluster


Creación de las cuatro áreas




Dispositivos magnéticosMBR (Master Boot Record o registro de arranque)

Es un programa que se ejecuta cada vez que se enciende la computadora, para determinar si el disco tiene los

componentes básicos necesarios para ejecutar el sistema operativo.

Si los archivos están presentes, transfiere el control a uno de los programas del sistema operativo, para que continúe

el proceso de inicio. Este proceso se conoce como:secuencia de inicio o booting

El registro de arranque también describe otras características del disco, que el sistema operativo necesita

para tener acceso al área de datos.



FAT (File Allocation Table): Es una tabla que guarda la ubicación de cada archivo dentro del disco y el estado de cada sector.

Cuando se guarda un archivo en el disco, el sistema operativo busca en la FAT un área disponible, almacena el archivo y, finalmente, lo identifica con su ubicación en la FAT.

20Jose.ppt6Maria.txt3Pepe.xls

ClusterArchivo

1, 2, 31015

5, 6, 713

Sector

PistaCluster

¿Cómo funciona una unidad de disco?

La unidad tiene un motor que hace girar el disco en un eje.

Las cabezas de lectura/escritura pueden moverse a cualquier punto

del disco.

Acceso aleatorio

Disquete

Un solo disco de mylar flexible, de diámetro 3,5 pulgadas. Dentro de una cubierta plástica. El medio y el dispositivo están separados. Portable y liviano. Almacenan hasta 1.44 MB (excepto unidades especiales de 2.88 MB). Giran a 300 rpm.




Disco duro

Uno o más platillos de metal. Dentro de una cámara sellada al vacío. El medio y el dispositivo forman una sola pieza. Fijo y pesado. Almacenan desde 80 MB. Giran a velocidades de entre 3600 rpm y 7200 rpm.

Disco duro removible

Combinan la velocidad y la capacidad de un disco duro, con la portabilidad de un disquete. El conjunto formado por el disco y la caja a menudo reciben el nombre de cartuchos de disco duro.


Dispositivos magnéticosUnidad de disco duro

El medio y el dispositivo forman una sola pieza.

¿Cuál es el objetivo de formatear un disco?

Crear un mapa con el que la computadora pueda llegar a cualquier punto del disco directamente


Repaso

Nombre las cuatro áreas que se crean durante le proceso de formateo

Registro de arranque (Master Boot Record)Tabla de asignación de archivos (FAT: File allocation Table)

Directorio raízÁrea de datos

¿Qué es el registro de arranque?

Es un programa que se ejecuta cada vez que se enciende la computadora, para determinar si el disco tiene los

componentes básicos necesarios para ejecutar el sistema operativo.

El registro de arranque también describe otras características del disco, que el sistema operativo necesita para tener

acceso al área de datos.


Repaso

¿Qué es la FAT?

Es una tabla que guarda la ubicación de cada archivo dentro del disco y el estado de cada sector.

Todos usan el mismo medio (material)

Usan técnicas similares para leer y escribir los datos

Las técnicas de almacenamiento óptico usan la precisión exacta que sólo se obtiene con rayos láser.

La unidad enfoca un rayo láser sobre la superficie de un disco giratorio.

Algunos puntos del disco reflejan la luz en un sensor (plano = se interpreta como un 1) y otros dispersan la luz

(orificio = se interpreta como un 0).


Dispositivos ópticos

¿Cómo se organizan los datos en un disco?La técnica de escritura perfora el disco, disponiendo

los datos en sectores, a lo largo de una espiral contínua.



CD-ROM

Sólo lectura (Al escribirlo, el disco es físicamente agujereado, por lo que no se puede reescribir). El disco y la unidad están separados. Portable y liviano. Almacenan aproximadamente 650 MB. Alta precisión.

WORM (CD-R)

Escribir una vez, leer muchas (Al escribirlo, el disco es físicamente agujereado, por lo que no se puede reescribir). El disco y la unidad están separados. Portable y liviano. Almacenan aproximadamente 650 MB. Alta precisión.

Tema: Dispositivos de almacenamiento secundarioDispositivos ópticos

DVD (Digital Video Disc)

Sólo lectura (Al escribirlo, el disco es físicamente agujereado, por lo que no se puede reescribir). El disco y la unidad están separados. Portable y liviano. Almacenan entre 4,7 y 17 GB. (133 minutos de alta resolución de video). Alta precisión.

Unidades regrabables de cambio de fase

Pueden escribirse más de una vez (El rayo láser altera la estructura molecular del disco). No pueden ser leídos por una unidad de CD-ROM convencional.



Tema: Dispositivos de almacenamiento secundarioDispositivos ópticos¿Cuánta información puede almacenar un CD?

La cantidad de información que puede almacenar un CD se mide en minutos:segundos:sectores.

Cada segundo contiene 75 sectores, cada sector puede almacenar 2.048 Bytes (2 KBytes).

Los CD-Recordable vienen en 21, 63 y 74 minutos. La cantidad de información que pueden contener, responde al siguiente cálculo ejemplo:

74 min x (60 seg) x (75 sectores) x (2 kbytes) = 666,000 kilobytes = 650 megabytes

Los CD grabados en fábrica pueden contener hasta 74 minutos.

Tiempo de acceso promedio

Cantidad de tiempo promedio que le toma a un dispositivo colocar sus cabezas de lectura/escritura sobre cualquier punto en el medio de almacenamiento.

Se mide en milisegundos (0,001 segundo)

Es la combinación de dos factores:

La velocidad a la que gira un disco (rpm)

El tiempo que toma mover las cabezas de una pista a otra


Medición del desempeño


Disco de vídeo digital, o disco versátil digital (DVD), un dispositivo de almacenamiento masivo de datos es idéntico al de un disco compacto, aunque contiene hasta 25 veces más información y puede transmitirla al ordenador o computadora unas 20 veces más rápido que un CD-ROM.

http://club.telepolis.com/ortihuela/

Su mayor capacidad de almacenamiento se debe, a que puede utilizar ambas caras del disco y, en algunos casos, hasta dos capas por cada cara, mientras que el CD sólo utiliza una cara y una capa. Las unidades lectoras de DVD permiten leer la mayoría de los CDs, ya que ambos son discos ópticos; no obstante, los lectores de CD no permiten leer DVDs.

Tiempo de acceso promedio

Tema: Dispositivos de almacenamiento secundarioMedición del desempeño

Disquete: 0,2 segundos 200 milisegundosDisco duro: 8 a 12 milisegundos

Velocidad de transferencia de datos

Cantidad de tiempo que le toma a un dispositivo leer o escribir datos.

Se mide en KB, MB o GB por segundo (Ej: MBps)

NOTA: No confundir MBps con Mbps

Depende del tipo de controlador (intermediario entre la unidad y el CPU):

Norma ST-506 IDE (Integrated Drive Electronics) SCSI (Small Computer System Interface)


Medición del desempeño

¿Por qué la categoría “Dispositivos ópticos de almacenamiento” recibe ese nombre?

Porque para leer y escribir datos usan luz, específicamente rayos láser.

Algunos puntos del disco reflejan la luz en un sensor (plano = se interpreta como un 1) y otros dispersan la luz

(orificio = se interpreta como un 0).


Repaso

¿Cuál es la principal diferencia entre un CD-ROM y un CD-R?

El primero sólo se puede leer.

El segundo se puede escribir (una sola vez) y se puede leer.


Repaso

¿Cuántos megabytes se pueden almacenar en un CD-R de 21 minutos?

21 min x (60 seg) x (75 sectors) x (2 kbytes) =

189,000 kilobytes = 184 megabytes

MEMORIA USB

• Es un pequeño dispositivo de almacenamiento que utiliza memoria flash para guardar información.• Estas memorias se han convertido en el sistema de almacenamiento y transporte personal de datos más utilizado, desplazando en este uso a los tradicionales disquetes, y a los CDs.• Se pueden encontrar en el mercado fácilmente memorias de 1, 2, 4, 8, 16, 32 GB o más (esto supone, como mínimo, el equivalente a 915 disquetes).

¿QUÉ ES?

• Fueron inventadas en

1995 por IBM (empresa dedicada a la fabricación de servicios y programas informáticos).

• Aunque fue un invento de IBM, ésta no lo patentó, por lo que IBM contrató más tarde a M-Systems para desarrollarlo y fabricarlo en forma no exclusiva.

• M-Systems mantiene la patente de este dispositivo, como también otras pocas relacionadas.

HISTÓRIA

• La mayoría de las memorias USB son pequeñas y ligeras. Son populares entre personas que necesitan transportar datos. Teóricamente, la memoria flash puede retener los datos durante unos 20 años y escribirse un millón de veces.

• Además, en la actualidad, existen equipos de audio con entradas USB a los cuales podemos conectar nuestro pendrive y reproducir la musica contenida en el mismo.

UTILIDADES

• Antes de retirar la memoria del puerto USB hay que asegurarse de notificarlo al sistema operativo

• Si se saca antes de tiempo, puede que los archivos se graben mal. Incluso se puede dañar la memoria ya que hay electricidad que fluye a través del USB y que al sacarlo rápidamente podría dañar al circuito integrado de la memoria.

• El cuidado de los pendrive o memorias USB es similar al de las tarjetas electrónicas, evitando caídas o golpes, humedad, campos magnéticos y calor extremo.

CONSIDERACIONES

• Un conector USB macho tipo A : Provee la interfaz física con la computadora. • Controlador USB de almacenamiento masivo : Implementa el controlador USB y provee la interfaz homogénea y lineal para dispositivos USB seriales orientados a bloques, mientras oculta la complejidad de la orientación a bloques, eliminación de bloques y balance de desgaste. Este controlador posee un pequeño microprocesador RISC y un pequeño número de circuitos de memoria RAM y ROM. • Circuito de memoria Flash NAND : Almacena los datos. • Oscilador de cristal : Produce la señal de reloj principal del dispositivo y controla la salida de datos a través de un bucle de fase cerrado

COMPONENTES PRIMARIOS

• Puentes y Puntos de prueba : Utilizados en pruebas durante la fabricación de la unidad o para la carga de código dentro del procesador. • LEDs : Indican la transferencia de datos entre el dispositivo y la computadora. • Interruptor para protección de escritura : Utilizado para proteger los datos de operaciones de escritura o borrado. • Espacio Libre : Se dispone de un espacio para incluir un segundo circuito de memoria. Esto le permite a los fabricantes utilizar el mismo circuito impreso para dispositivos de distintos tamaños y responder así a las necesidades del mercado. • Tapa del conector USB: Reduce el riesgo de daños y mejora la apariencia del dispositivo. Algunas unidades no presentan una tapa pero disponen de una conexión USB retráctil. Otros dispositivos poseen una tapa giratoria que no se separa nunca del dispositivo y evita el riesgo de perderla. • Ayuda para el transporte: En muchos casos, la tapa contiene una abertura adecuada para una cadena o collar, sin embargo este diseño aumenta el riesgo de perder el dispositivo. Por esta razón muchos otros tiene dicha abertura en el cuerpo del dispositivo y no en la tapa, la desventaja de este diseño está en que la cadena o collar queda unida al dispositivo mientras está conectado. Muchos diseños traen la abertura en ambos lugares.

COMPONENTES ADICIONALES

• 1) Conector USB• 2)Dispositivo de control

de almacenamiento masivo USB.

• 3)Puntos de Test • 4)Circuito de Memoria

flash• 5)Oscilador de cristal• 6)LED• 7)Interruptor de

seguridad contra escrituras

• 8)Espacio disponible para un segundo circuito de memoria flash

DISEÑO INTERNO

Quiero comprar un dispositivo de almacenamiento secundario ¿Qué factores debo tener en cuenta al

seleccionarlo?

Tiempo promedio de acceso

Velocidad de transferencia de datos


Repaso

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