Tema 10

Tema 10

DISPOSITIVOS DE  ALMACENAMIENTO

DISCO DURO

Un disco duro es un dispositivo de almacenamiento que constituye una de las partes más importantes de un computador. Es la parte del computador que contiene la información codificada y que almacena los distintos programas y archivos. Este sistema de almacenamiento opera de manera digital (es decir la información está cuantizada, codificada en valores dicretos de ceros o unos)  en discos de superficies magnéticas que giran rápidamente. En un computador, entonces el disco duro es una de las partes esenciales y su sistema principal de almacenamiento de archivos.

El disco duro se denominó así con el fin de diferenciarlo de los disquetes o discos flexibles, de mucha menor capacidad de almacenamiento. El disco duro puede almacenar una gran cantidad de gigabytes, mientras que el antiguo disquete sólo almacenaba 1,4 megabytes (ahora en desuso, con la llegada de los famosos pendrive o memoria USB con gran capacidad de almacenamiento, durabilidad, y un reducido tamaño). Dicen los expertos que el futuro del almacenamiento justamente está en memorias Flash o USB de gran capacidad y velocidad, y entonces serán verdaderamente "duros" en el sentido que serán ya completamente sólidos, sin partes móviles que se puedan estropear.

El disco duro consiste en una serie de discos o platos que están ubicados dentro de la carcasa del aparato. Estos platos, que normalmente son 2 o 4, aunque puede haber hasta 7, están hechos de aluminio o cristal y giran rápidamente, todos a la vez, impulsados por un motor. Los platos son leídos mediante el cabezal de lectura y escritura, que es un conjunto de brazos que se encuentran alineados verticalmente, de manera que no pueden moverse independientemente, sino todos al mismo tiempo. Cada plato es leído por dos brazos que tienen en sus puntas una cabeza de lectura y escritura cada uno, que leen cada cara del plato. Normalmente, hay 8 cabezas para 4 platos. Las cabezas nunca tocan el plato, debido a que podría causar muchos daños teniendo en cuenta la velocidad con la que giran.

Los platos están constituidos por pistas, que son las circunferencias de cada cara, como en un disco de vinilo. Las cabezas se mueven desde la pista externa, denominada pista 0, hasta la pista interna. Las pistas están alineadas en todos los platos. El conjunto de las pistas alineadas verticalmente en cada plato se llama cilindro. Las pistas están divididas por sectores que no tienen un tamaño fijo. Normalmente, los sectores son de 512 bytes (las unidades de memoria más pequeñas).

El desempeño de un disco duro se mide por distintos factores. Uno de ellos es el tiempo de acceso, que es el tiempo en que el dispositivo comienza a enviar el dato después de recibir la orden. El tiempo de acceso es la suma del tiempo de búsqueda, la latencia y el tiempo de lectura y escritura. El tiempo de búsqueda es que se tarda la cabeza en llegar a la pista de destino. La latencia es el tiempo que se espera para que el disco gire hasta que el sector deseado pase por donde la cabeza espera. Finalmente, el tiempo de lectura y escritura es el que demora la controladora en localizar el dato, leerlo y mandar la nueva información al computador. Otro factor importante en un disco duro es la tasa de transferencia que es la velocidad en que se transfiere la información al computador luego de que la cabeza esté en la pista y sector deseado.

Tipos de Disco Duro

   * SCSI: Aunque al principio competían a nivel usuario con los discos IDE, hoy día sólo se los puede encontrar en algunos servidores. Para usarlos es necesario instalar una tarjeta controladora. Permite conectar hasta quince periféricos en cadena. La última versión del estándar, Ultra4 SCSI, alcanza picos de transferencia de datos de 320 MBps.

* IDE / EIDE: Es el nombre que reciben todos los disco duros que cumplen las especificaciones ATA. Se caracterizan por incluir la mayor parte de las funciones de control en el dispositivo y no en una controladora externa. Normalmente los PCs tienen dos canales IDE, con hasta dos discos en cada uno. Usan cables de cuarenta hilos, y alcanzan hasta 33 MBps.

* ATA 66, 100, 133: Sucesivas evoluciones de la interfaz IDE para cumplir las nuevas normas ATA le han permitido alcanzar velocidades de 66, 100 y hasta 133 MBps. Para soportar este flujo de datos necesitan utilizar un cable de ochenta hilos, si se emplea otro el rendimiento será como máximo de 33 MBps. Son los discos duros más utilizados en la actualidad.
* Série ATA: Es la interfaz que se espera sustituya a corto plazo a los discos IDE. Entre sus ventajas están una mayor tasa de transferencia de datos (150 frente a 133 MBps) y un cable más largo (hasta un metro de longitud en vez de 40 cm) y delgado (sólo siete hilos en lugar de ochenta) que proporciona mayor flexibilidad en la instalación física de los discos y mejor ventilación de aire en el interior de la caja.
    * Serial ATA 2: Ofrece y se presenta en el mismo formato que su antecesor SATA, pero con transferencias hasta de 3GB/s.

Disco Óptico

Disco óptico también llamado disco compacto o discos ópticos de laser almacenan mayor información que los discos magnéticos. Los discos ópticos pueden ser grabados mediante óptica digital o magneto-óptica digital. Son discos ópticos los CDs, DVDs, los Blu-ray, HD-DVD, etc.

La información se almacena en el disco compacto o compact disc (CD) en forma digital (lógica binaria), de modo semejante a los de audio. Sobre una capa de vidrio y sustancias plásticas se graban, con un haz de láser, los agujeros o marcas que posteriormente detectará la unidad lectora. La lectora, mediante técnicas ópticas, con un rayo láser de baja potencia, garantiza que no va a sufrir ningún daño físico.

Gracias a la precisión de esta técnica, se permiten disponer grandes cantidades de información en un espacio muy reducido. Cada bit en estos tipos de discos de llama pit.
Un inconveniente es que en la mayoría de estos dispositivos, una vez grabados no pueden ser reutilizados para escribir. Ello nos obliga a construir dispositivos de memoria de sólo lectura.

Ventajas de usar discos ópticos

Gran compactación: Pueden almacenar entre 60 y 100 veces más datos que un disco magnético de igual diámetro.

Acceso directo: Similar al modo de acceso de los discos magnéticos.

Alta velocidad: El tiempo de acceso es muy similar al de los discos magnéticos y la velocidad de transferencia es mayor debido a la mayor densidad de grabación.

Bajo costo El soporte y el lector son de costes muy atractivos frente a los altos costos de los discos duros magnéticos.

CD-R

Los CD-R, son la versión grabable de los CDs. El fundamento de estos soportes es una sustancia que cambia de fase al ser irradiada con un láser más potente que el de los lectores de CD normales, apareciendo entonces para la lectura como si hubiera pits análogamente a los CD generados a partir de un master.
También es posible encontrar sustancias en las que el cambio de fase sea reversible, dando lugar a CD gravables y borrables, análogos a los discos duros. Actualmente ya hay versiones comercializadas.

CD-RW

Un disco compacto regrabable, conocido popularmente como CD-RW (sigla del inglés de Compact Disc ReWritable pero originalmente la R y la W se usaban como los atributos del CD que significan "read" y "write") es un soporte digital óptico utilizado para almacenar cualquier tipo de información. Este tipo de CD puede ser grabado múltiples veces, ya que permite que los datos almacenados sean borrados. Fue desarrollado conjuntamente en 1996 por las empresas Sony y Philips, y comenzó a comercializarse en 1997. Hoy en día tecnologías como el DVD han desplazado en parte esta forma de almacenamiento, aunque su uso sigue vigente. En el disco CD-RW la capa que contiene la información está formada por una aleación cristalina de plata, indio, antimonio y telurio que presenta una interesante cualidad: si se calienta hasta cierta temperatura, cuando se enfría deviene cristalino, pero si al calentarse se alcanza una temperatura aún más elevada, cuando se enfría queda con estructura amorfa. La superficie cristalina permite que la luz se refleje bien en la zona reflectante mientras que las zonas con estructura amorfa absorben la luz. Por ello el CD-RW utiliza tres tipos de luz:

Láser de escritura: Se usa para escribir. Calienta pequeñas zonas de la superficie para que el material se torne amorfo.

Láser de borrado: Se usa para borrar. Tiene una intensidad menor que el de escritura con lo que se consigue el estado cristalino.

Láser de lectura: Se usa para leer. Tiene menor intensidad que el de borrado. Se refleja en zonas cristalinas y se dispersa en las amorfas.

DVD

El DVD es un disco óptico de almacenamiento de datos cuyo estándar surgió en 1995. Sus siglas corresponden con Digital Versatile Disc1 en inglés (disco versátil digital traducido al español). En sus inicios, la v intermedia hacía referencia a video (digital videodisk), debido a su desarrollo como reemplazo del formato VHS para la distribución de vídeo a los hogares.2

Unidad de DVD: el nombre de este dispositivo hace referencia a la multitud de maneras en las que se almacenan los datos: DVD-ROM (dispositivo de lectura únicamente), DVD-R y DVD+R (solo pueden escribirse una vez), DVD-RW y DVD+RW (permiten grabar y borrar las veces que se quiera). También difieren en la capacidad de almacenamiento de cada uno de los tipos.

DVD-RW

Un DVD-RW (Menos Regrabable) es un DVD regrabable en el que se puede grabar y borrar la información varias veces. La capacidad estándar es de 4,7 GB.

Fue creado por Pioneer en noviembre de 1999 y es el formato contrapuesto al DVD+RW, apoyado además por Panasonic, Toshiba, Hitachi, NEC, Samsung, Sharp, Apple Computer y el DVD Forum.

El DVD-RW es análogo al CD-RW, por lo que permite que su información sea grabada, borrada y regrabada varias veces, esto es una ventaja respecto al DVD-R, ya que se puede utilizar como un diskette de 4,7 GB y también ahorra tener que adquirir más discos para almacenar nueva información pues se puede eliminar la antigua almacenada en el dvd.

DVD Imprimible

El primer grupo es el de los discos que se pueden marcar mediante un láser. La superficie no grabable del disco incluye un acabado superficial especial, que reacciona a la temperatura (y en algunos casos, a una determinada longitud de onda de luz láser).La impresión se realiza, en la mayoría de los casos, en la misma unidad regrabadora - en este caso, no estaríamos hablando de una impresora, sino de una función añadida del ordenador o computadora.

La limitación clara de lightscribe en CDs y DVDs es la de conseguir un único color "oscuro" sobre la superficie metalizada del disco; aunque las utilidades de Software incluidas con este tipo de grabadoras permiten generar imágenes fotográficas, obtendremos un resultado en escala de grises. Por supuesto, se podrá realizar cualquier combinación de imágenes y texto.

BLUE RAY

También conocido como Blu-ray o BD, es un formato de disco óptico de nueva generación de 12 cm de diámetro (igual que el CD y el DVD) para vídeo de gran definición y almacenamiento de datos de alta densidad. Su capacidad de almacenamiento llega a 25 GB por capa, aunque Sony y Panasonic han desarrollado un nuevo índice de evaluación (i-MLSE) que permitiría ampliar un 33% la cantidad de datos almacenados,1 desde 25 a 33,4 GB por capa.2 3 Aunque otros apuntan que el sucesor del DVD no será un disco óptico, sino la tarjeta de memoria. No obstante, se está trabajando en el HVD o Disco holográfico versátil con 3,9 TB. El límite de capacidad en las tarjetas de formato SD/MMC está ya en 128 GB, teniendo la ventaja de ser regrabables al menos durante 5 años.4

Su competidor como sucesor del DVD fue el HD DVD, pero en febrero de 2008, después de la caída de muchos apoyos al HD DVD, Toshiba decidió abandonar la fabricación de reproductores y las investigaciones para mejorar su formato.5 6

Existe un tercer formato, el HD-VMD, que también debe ser nombrado, ya que también está enfocado a ofrecer alta definición. Su principal desventaja es que no cuenta con el apoyo de las grandes compañías y es desconocido por gran parte del público. Por eso su principal apuesta es ofrecer lo mismo que las otras tecnologías a un precio más asequible, por ello parte de la tecnología del DVD (láser rojo). En un futuro, cuando la tecnología sobre el láser azul sea fiable y barata, tienen previsto adaptarse a ella.

CD PRINTABLE

Discos creados expresamente para que se les pueda imprimir encima una imagen. En cualquier otro sentido, estos CDs funcionan como cualquier CD virgen.

Mini cd

Los MiniCD son discos compactos de formato reducido, también conocidos como Pocket-CD.

CD single, en un disco de 80 mm. Este formato es utilizado para distribuir los sencillos de la misma forma que con los sencillos en vinilo. En un disco de 80 mm se puede almacenar hasta 21 minutos de música o 180 MB de datos.

En baja densidad un MiniCD almacena 18 minutos o 155 MB.

En alta densidad llegan hasta los 34 minutos o 300 MB.

Bussiness card CD, es un disco de 80 mm recortado con una capacidad de unos 50 MB.

El eje largo del disco es de 80mm mientras que el eje corto es de 60 mm.

El disco puede ser rectangular con unos laterales que llegan hasta el tamaño de los de un MiniCD de 80 mm.

Disco de 60 mm, es una versión redondeada de la bussiness card con la misma capacidad (50 MB).

Cuando los Mini CDs, fueron introducidos por primera vez en los Estados Unidos, fueron inicialmente comercializados como CD3, refiriéndose a su tamaño aproximado en pulgadas; los CDs más grandes fueron llamados CD5, esto a pesar del hecho de que las especificaciones de ambos estaban definidas sólo en términos de unidades métricas. Estos nombres no ganaron aceptación.

DVD-R

DVD-Recordable (DVD-Grabable) es un disco óptico en el que se puede grabar o escribir datos con mucha mayor capacidad de almacenamiento que un CD-R, normalmente 4.7 GB (en lugar de los 700 MB de almacenamiento estándar de los CD), aunque la capacidad del estándar original era 4,37 GB. Pioneer también ha desarrollado una versión de doble capa con 8,5 GB, que apareció en el mercado en 2005. Un DVD-R sólo puede grabarse una vez, mientras que un DVD-RW es regrabable.

El DVD-R fue desarrollado por la compañía Pioneer en otoño de 1997, está soportado por la mayoría de los reproductores de DVD y está aprobado por el DVD Forum.

Un formato competidor es el DVD+R (y el correspondiente DVD+RW regrabable). Los reproductores que soportan ambos formatos suelen etiquetarse como DVD±R y Super Multi (que incluye el soporte de DVD-RAM) y son los más populares.

La mayor capacidad de almacenamiento del DVD-R respecto al CD-R es debida a la mayor densidad de pistas y a la mayor densidad de información en cada pista. Para poder grabar mayor densidad de información se utiliza un láser rojo de una longitud de onda de 650 nm junto con lentes de mayor apertura numérica. Debido a esta longitud de onda más corta, comparada con los CD-R, los DVD-R y DVD+R usan diferentes tintes para absorber esta longitud de onda.

Los discos DVD-R están compuestos de dos discos de policarbonato de 0,6 mm de grosor, pegados con un adhesivo el uno al otro. En uno está el surco que guía el láser y está cubierto con el tinte grabador y un reflector. El otro (en los discos de una sola cara) sólo sirve para asegurar la estabilidad mecánica de la estructura en forma de sándwich y la compatibilidad con la geometría estándar del disco compacto que tiene un grosor de 1,2 mm. Los discos de doble cara tienen dos surcos, uno en cada lado, y no es necesario darles la vuelta. Comparado con los CD de poli carbonato de 1,2 mm, el rayo láser de un DVD sólo tiene que traspasar 0,6 mm de plástico para alcanzar la capa de tinte grabable. Esto permite utilizar un rayo láser mucho más pequeño, la clave para poder grabar bits más pequeños.

En un DVD-R, el direccionamiento (determinar un lugar en el disco por parte del rayo láser) se hace con pits adicionales y espacios (llamados pre-pits) en las áreas entre surcos.

DVD DE DOBLE CAPA

DVD+R DL (DL del inglés "Double Layer", "Doble Capa"), también llamado DVD+R8000, es un derivado de DVD+R formato creado por la DVD+RW Horde y fue introducido en octubre de 2003. Los discos DVD+R DL emplean 2 capas grabables, cada una con una capacidad cercana a los 4.7 GB, que es la capacidad de un disco DVD con una sola capa, dándole una capacidad total de 8.55 GB (ó 7.66 GiB). Estos discos pueden ser leídos en muchos de los dispositivos DVD (las unidades más antiguas tienen menos capacidad) y sólo pueden ser creados usando DVD+R DL y dispositivos Super Multi. Estos discos aparecen en el mercado a mediados del 2004, con precios comparables a los discos de una sola capa, aunque con capacidades de escritura/lectura menor.

Una versión regrabable llamada DVD+RW DL fue lanzada posteriormente pero incompatible con los dispositivos DVD existentes.

La grabación en Doble Capa permite a los discos DVD-R y DVD+R almacenar significativamente más información, cerca de 8.5 gigabytes por lado, por disco, comparado con los 4.7 Gb de los discos de una sola capa. DVD-R DL fue desarrollado por el DVD Forum de Pioneer Corporation, DVD+R DL fue desarrollado por el DVD+RW Alliance por Philips y Mitsubishi Kagaku Media (MKM).1 Un disco de Doble Capa difiere de su contraparte de una capa por emplear una segunda capa física dentro del mismo disco. El dispositivo de Doble Capa tiene la capacidad de acceder a una segunda capa por medio de un láser que atraviesa la primera capa que es semitransparente. El cambio de una capa a otra puede crear una notable pausa en algunos reproductores DVD, la misma que puede ser de algunos segundos.2 Esto causa que algunas personas piensen que sus discos o reproductores están dañados, lo que ha resultado que muchas empresas coloquen avisos explicando que esta pausa es resultado de la lectura a doble capa.

Mini DVD

El mini-DVD es un disco de 80 mm de diámetro. En grabación normal (calidad DVD estándar) admite 30 minutos de vídeo o 1,4 GB de datos (y los de 2 capas, hasta 2,92 GB). En modo SLP, comparable en calidad al VHS, puede grabar hasta 120 minutos de vídeo. Fue desarrollado para ser usado en cámaras de vídeo, como su versión de 120 mm, puede ser reproducida en la mayoría de reproductores de DVD.

El formato es conocido también como vídeo-single o DVD single, siendo análogo a los CD singles (mini-CD) como medio de distribución de vídeos musicales.

Los mini-DVD también se conocen como "DVD de 3 pulgadas", en referencia a su diámetro aproximado.

Los mini-DVD-R/-RW también están disponibles y se venden para su uso en algunas cámaras de vídeo más recientes que graban directamente en los discos de DVD de 80 mm. Normalmente estas cámaras soportan más de un ajuste de calidad, con la calidad máxima ofreciendo 30 minutos de grabación por disco.

El mini-DVD iba a ser usado en el Nintendo 64, pero se decidió continuar con los cartuchos. Aun así, Nintendo cambió a un formato de disco para su siguiente sistema, el Gamecube, que es una variante del DVD de 80 mm.

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