LOS CONTROLADORES

Dispositivos de almacenamiento:

Carrera:

Técnico en soporte y mantenimiento de equipos de cómputo

Modulo:

Ensambla y configura equipos de cómputo de acuerdo a los requerimientos del usuario y especificaciones del fabricante.

Sub-módulo 1: 

Ensambla equipos de cómputo de acuerdo con las características técnicas de componentes y dispositivos periféricos.

Profesor: 

Jorge Antonio Martínez Alcaraz.

Alumno:

Carlos Manuel Reynoso Díaz.

Grado y grupo:

2°C

Escuela:

CECYTE Jalisco 08 Ixtlahuacán del Río.   

 

Disco duro:

¿Qué es?

El Disco Duro es un dispositivo magnético que almacena todos los programas y datos de la computadora. Su capacidad de almacenamiento se mide en gigabytes (GB) y es mayor que la de un disquete (disco flexible).Suelen estar integrados en la placa base donde se pueden conectar más de uno, aunque también hay discos duros externos que se conectan al PC mediante un conector USB.

¿Comó funciona un disco duro?

El funcionamiento de un disco duro rígido es muy sencillo. Todos los platos giran al mismo tiempo.
En realidad estos están funcionando desde que empiezas a usar el PC. El cabezal se mueve sobre ellos buscando la información que queremos leer o escribir. Como ves el proceso es muy parecido al de un tocadiscos. El controlador interno del disco hace que leamos la información que estás buscando y no aquella que se encuentra en otro lugar.
En realidad el sistema es algo más complicado. El disco duro añade una pequeña memoria cache la cual incluye aquella información a la que has accedido más recientemente. Gracias a este elemento, del que podemos leer y escribir muy rápido, se puede acelerar la velocidad en gran medida. Muy útil sobre todo si accedes varias veces a los mismos datos. El precio de un disco duro puede variar mucho siendo su única diferencia una cache de memoria mayor.

Debido a como está formado un disco internamente es muy importante que la cabeza lectora no llegue nunca a tocar los platos ya que podría dañarlos. La velocidad a la que se suceden las vueltas puede hacer que un rallón lo inutilice completamente. Por eso, el cabezal siempre se encuentra flotando encima de la superficie del disco. Esto es tan peligroso que incluso en los discos duros antiguos debías de aparcar las cabezas para no dañarlos al mover tu PC. Sin embargo en los actuales lo único que debemos de ser es algo cuidadoso a la hora de moverlos si el equipo esta encendido, básicamente eso significa no darle golpes.

¿Qué caracteriza a un disco duro rígido?

A la hora de comprar un disco duro rígido los fabricantes suelen ofrecer la siguiente información:
• RPM o velocidad de rotación. Te indica el número de vueltas que los discos duros dan en un minuto. No es extraño encontrar discos de 7200 o más revoluciones por minuto.
• Interfaz de disco duro. A la hora de conectar el disco duro a la placa base necesitas usar un conector. En este apartado el fabricante te indica que tipo de conexión necesitas. La más usada es SATA III.
• Tamaño de memoria cache. Como ya te he comentado el disco duro utiliza esta pequeña memoria para acelerar su funcionamiento. Cuanto mayor sea esta mejor.
• Velocidad o tasa de transferencia. Normalmente te indicaran la máxima cantidad de información que es capaz de transferir en un sólo segundo. Está relacionado con la interfaz del disco duro. El fabricante te dará la velocidad máxima teórica o dicho de otra manera la que jamás vas a conseguir así que no debes hacerle mucho caso.
• Promedio de latencia. Debido a las características físicas de un disco duro rígido este necesita un tiempo determinado para encontrar el sector donde queremos leer o escribir. Este número está directamente relacionado con la velocidad de rotación, a más vueltas por minuto menos tiempo para encontrar los datos.
• IOPS. Los IOPS indican el número de operaciones de entrada y salida por segundo. Suele usarse en los discos duros SSD, donde de esta cifra dependen sus prestaciones, pero nos puede servir para saber cómo se comportan los discos duros rígidos también. Es muy extraño que los fabricantes den este dato en este tipo de discos.

¿Qué tecnologías utiliza el disco duro (conectores)?

Las dos tecnologías de interfaces que coexisten actualmente en la fabricación de discos duros son la SCSI y EIDE. Los primeros se emplean fundamentalmente en equipos de gama alta, mientras que los EIDE son los más extendidos.

EIDE: 

Estos discos duros, poseen la circuitería de control en el propio disco duro, lo que los hace económicos y fáciles de producir. Actualmente su  capacidad se halla en el rango de 250 MB a 9 GB. La diferencia entre los antiguos IDE y los actuales EIDE radica en los modos de transferencia de datos: los EIDE soportan además del modo PIO 1 propio de IDE, los modos PIO 2 a PIO 5; además soportan los modos DMA 0 y 1. Una controladora IDE solo soporta 2 discos duros, mientras que EIDE soporta hasta 4 dispositivos.

SCSI:

Normalmente de mayor capacidad que los IDE y mejores prestaciones, este interface permite conectar en cadena hasta 7 discos a una sola controladora. La principal desventaja de los SCSI radica en su precio y en su mayor dificultad de instalación. Dentro de este interface podemos distinguir entre el SCSI (ancho de banda de 8 bits), SCSI-2 (ancho de banda de 16 bits), Fast Wide SCSI-2 (ancho de banda de 16 bits y transferencia máxima en modo síncrono de 20 Mbytes por segundo), Ultra SCSI (ancho de banda de 8 bits y velocidad de transferencia máxima de 20 Mbytes/segundo) y Ultra Wide SCSI (ancho de banda de 16 bits y velocidad máxima de transferencia de 40 Mbytes/segundo).

SATA:

Un disco duro SATA, es un dispositivo electromecánico que se encarga de almacenar y leer grandes volúmenes de información con altas velocidades por medio de pequeños electroimanes  (también llamadas cabezas de lectura y escritura), sobre un disco cerámico recubierto de limadura magnética. Los discos cerámicos vienen montados sobre un eje que gira a altas velocidades. El interior del dispositivo está totalmente libre de aire y  de polvo, para evitar choques entre partículas y por ende, pérdida de datos, el disco permanece girando todo el tiempo que se encuentra encendido. Los discos duros SATA buscaban reemplazar del mercado a los discos duros IDE pero no se logró la meta.

IDE:

El disco duro IDE, es un dispositivo electromecánico que se encarga de almacenar y leer grandes volúmenes de información a altas velocidades por medio de pequeños electroimanes (también llamadas cabezas de lectura y escritura), sobre un disco cerámico recubierto de limadura magnética. Los discos cerámicos vienen montados sobre un eje que gira a altas velocidades. El interior del dispositivo está totalmente libre de aire y  de polvo, para evitar choques entre partículas y por ende, pérdida de datos, el disco permanece girando todo el tiempo que se encuentra encendido. Fue desarrollado y presentado por la empresa IBM® en el año de 1956. Los discos duros IDE compiten actualmente en el mercado contra los discos duros SATA.

Partes del disco duro:

Vídeos sobre el disco duro:

Las memorias solidas o unidades de estado solido:

¿Qué es una memoria solida o unidad de estado solido?

La unidad de estado sólido, dispositivo de estado sólido o 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.

Comparación con los discos duros:

Es muy buena saber que son exactamente los SSD, pero es más útil compararlos con los discos duros convencionales que has usado por años. Veamos algunas diferencias clave en una comparación punto por punto.

• Tiempo de partida: Las Unidades de Estado Solido no tienen tiempo de partida; el disco no tiene partes movibles. Los Discos Duros tienen tiempos de partida (usualmente algunos segundos).

• Tiempo de acceso a los datos y latencia: Las Unidades de Estado Sólido son sumamente veloces y generalmente buscan la información entre 80 y 100 veces más rápido que los Discos Duros; al saltarse el proceso mecánico pueden acceder a los datos casi instantáneamente sin importar en donde se encuentren dentro del disco. Los Disco Duros son afectados por el movimiento físico del armazón y el giro de las placas.

• Ruido: Los SSD son silenciosos, la falta de partes movibles significa que no hay ruido. El rango de sonido de los Disco Duros varía desde bastante silencioso hasta un zumbido agudo muy desagradable.

• Confiabilidad: dejando a un lado los temas de cada fabricante individual (discos defectuosos, problemas de firmware, etc.) Los discos de Estado Sólido son más confiables en lo que se refiere a la durabilidad de la unidad. La gran mayoría de los problemas de los Disco Duros son el resultado de una falla mecánica. En términos de vida útil para leer y escribir datos, los Disco Duros ganan ya que no hay límite para escritura en un disco magnético.                                                                                                                                                                                                                                       Por otro lado, las Unidades de Estado Sólido tienen un número finito de ciclos de escritura. Este problema del ciclo limitado de escritura es usada por muchas personas para criticar a los SSD, pero la realidad es que es muy difícil que un usuario promedio agote el ciclo de escritura. Por ejemplo, el disco Intel X25-M puede manejar 20GB de escritura de datos por 5 años sin falla. ¿Qué tan a menudo borras y escribes 20 GB de datos en tu disco primario?                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     Adicionalmente, las Unidades de Estado Sólido tienen una característica muy especial; cuando los sectores de los módulos NAND alcanzan el fin de su ciclo de lectura y escritura se transforman en discos de sólo lectura. Luego la unidad lee los datos desde el sector fallido y la reescribe en una nueva porción del disco. Un fallo en una Unidad de Estado Sólido no es igual de catastrófico que cuando falla un Disco Duro, ya que hay oportunidad de realizar respaldos.                                                                                           

• Consumo de energía: las Unidades de Estado Sólido consume entre 30 y 60% menos energía que un Disco Duro tradicional.

• Costo: Las Unidades de Estado Sólido no son económicas. Los precios de los Disco Duros convencionales han disminuido a casi 5 centavos por cada GB de capacidad de almacenamiento. Los SSD son mucho más económicos de lo que eran hace 10 años (cuando estaban limitados sólo a computadores especiales) pero aún siguen siendo costosas. Dependiendo del tamaño y el modelo, puedes llegar a pagar entre 1,25 y 2 $ por cada GB de capacidad de almacenamiento.

¿Como funciona una memoria solida?

Para entender como funciona un disco duro SSD es necesario conocer como esta almacenada la información. El dispositivo esta dividido en páginas las cuales suelen tener un tamaño de 8KB. Estas se organizan en bloques de 256 que da lugar a tamaños de 2 MB. Estos pueden variar.

La mínima porción de información que se puede leer es una página. Este proceso es muy rápido y sencillo, llevando a que los SSD sean siempre mejores leyendo que escribiendo. Esta es la razón por la cual un disco de estas características acelerara en gran medida los arranques del sistema operativo y el inicio de las aplicaciones donde las operaciones de lectura son mayoría.

Cuando vamos a escribir el proceso es diferente. El mínimo tamaño que podremos usar es igual que con las lecturas es decir una página. Si el lugar donde vas a escribir esta vacio se hace de forma directa. Si lo que queremos es reescribir sobre una página que contenga información debemos de antes realizar un vaciado de datos. El problema es que este vaciado se hace a nivel de bloques y no de páginas.

Es decir, imagínate que quieres variar un dato dentro de un archivo, al ir a reescribirlo tienes que leer el bloque entero, pasarlo a una memoria que actúa de cache para no perder la información que no varia, vaciarlo completamente, cambiar el dato y volver a escribirlo.

Esta es la razón por la cual un disco duro SSD funciona más rápido cuando es nuevo. Es decir esta completamente vacío que cuando se va usando

Arquitectura y diseño:

Se distinguen dos períodos: al principio, se construían con una memoria volátil DRAM y, más adelante, se empezaron a fabricar con una memoria no volátil NAND flash.

Principales ventajas de la memoria solida:

1. Carga más rápida, menos tiempo de espera
   Al no contar con piezas móviles para girar y acelerar la velocidad, el proceso de inicio es casi instantáneo. Se logra una considerable mejora de los tiempos de arranque.
2. Velocidades de transferencia de datos más rápidas
   Las transferencias de archivos se realizan con gran rapidez y pueden ser 1/3 más rápidas que las de los discos duros tradicionales.
3. Busque sus archivos de forma más rápida
   Las búsquedas de archivos son hasta 8 veces más rápidas que las de los discos duros tradicionales
4. Las aplicaciones se cargan con mayor rapidez
   Dedique menos tiempo a esperar a que sus aplicaciones Adobe Photoshop y Powerpoint se abran.
5. Menor consumo energético
   "Al no contar con piezas móviles, el SSD utiliza mucha menos energía, lo que a su vez permite que la batería de su portátil dure hasta 30 minutos más"
6. Reduzca a la mitad su tiempo de inactividad
   "Normalmente, el mantenimiento rutinario de su ordenador o portátil ralentizará el funcionamiento de su sistema. Con un SSD, el tiempo que conlleva la ejecución de detecciones de virus y otras tareas de mantenimiento realizadas en segundo plano se reduce a la mitad"
7. Multitarea
   Los SSD realizan múltiples tareas de forma más rápida. Edite sus fotos y responda a sus correos electrónicos 3 veces más rápido que con los discos duros.
8. Edición de vídeos a gran velocidad
   ¡Con un SDD podrá editar clips de vídeo un 30% más rápido que nunca!
9. Mayor durabilidad
   "Al no incluir piezas móviles, los SSD son mucho más resistentes y fiables y toleran mejor el calor, los golpes y las vibraciones."
10. Funcionamiento silencioso 
    "Los SSD son silenciosos, al igual que las unidades flash USB. No más zumbidos ni ruidos molestos mientras el disco gira hacia arriba y hacia abajo."

Otras aplicaciones
Las unidades de estado sólido son especialmente útiles en un ordenador que ya llegó al máximo de memoria RAM. Por ejemplo, algunas arquitecturas x86 tienen 4 GiB de límite, pero éste puede ser extendido colocando un SSD como archivo de intercambio (swap). Estos SSD no proporcionan tanta rapidez de almacenamiento como la memoria RAM principal debido al cuello de botella del bus que los conecta y a que la distancia de un dispositivo a otro es mucho mayor, pero aun así mejoraría el rendimiento con respecto a colocar el archivo de intercambio en una unidad de disco duro tradicional.

Vídeos sobre las memorias solidas:

Unidades ópticas:

¿Que son?

Unidad compuesta por un láser que permite leer y grabar ciertos formatos . Esta presente en los lectores y grabadoras de CD y DVD. 

Las unidades de discos ópticos son una parte integrada de los aparatos de consumo autónomos como las computadoras, los reproductores de CD reproductores de DVD y grabadoras de DVD  También son usados comúnmente para leer software . 

Como funciona una unidad óptica:

Se inicia con lo mas sencillo al oprimir el botón de la unidad para que salga la charola un mecanismo de engranes y un pequeño motor se activan y hacen que la charola salga para poder poner un disco sobre ella, un mecanismo interno hace que una parte que esta dentro donde se encuentra el riel de desplazamiento baje para que la charola salga.

Metemos la charola y cuando llega al tope, la parte donde esta el láser sube nuevamente y se incrusta en orificio que tienen en el centro para agarrar el disco y que no se mueva.

El láser comienza a moverse y por la superficie del disco y comienza a calentar la superficie del disco a través de una luz láser, leyendo la superficie irregular  cuando son leídas, esta información es enviada a la placa de circuitos que a su vez envía la información al cable de datos, y esta la envía a la tarjeta madre y después pasa a la memoria RAM para finalmente llegar en forma de icono a nuestro monitor.

TIPOS DE UNIDADES ÓPTICAS

UNIDAD DE CD-RW

Una CD-RW puede grabar y re-grabar discos compactos.Las características básicas es su velocidad de lectura, de grabación y de re-grabación. En.En los discos re grabables es normalmente menor que en los discos que sólo pueden ser grabados una vez. Las re grabadoras trabajan a 8X, 16X, 20X, 24X,etc., permiten grabar los 650, 700 o más megabytes (hasta 900 MB) de un disco-compacto en pocos minutos.

UNIDAD DE DVD-RW

Puede leer y grabar y re-grabar imágenes, sonido y datos en discos de varios gigabytes de capacidad, de una capacidad de 650 MB a 9 GB.

HD DVD

HD DVD (por las siglas de High Density Digital Versatile Disc), traducido al español como disco digital versátil de alta densidad, fue un formato de almacenamiento óptico desarrollado como un estándar para el DVD de alta definición por las empresas Toshiba, Microsoft y NEC, así como por varias productoras de cine. Puede almacenar hasta 30 GB.

BLU-RAY DISC

Es un formato de disco óptico de nueva generación (igual que el CD y el DVD). Su capacidad de almacenamiento llega a 50 GB a doble capa y a 25 GB a una capa, aunque los hay de mayor capacidad.
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. Esto, junto con otros avances tecnológicos, permite almacenar más información que el DVD.

¿Qué es un disco óptico?
Un disco óptico es un medio de almacenamiento de datos de tipo óptico, que consiste en un disco circular en el cual la información se codifica, guarda y almacena haciendo unos surcos microscópicos con un láser sobre una de las caras planas que lo componen.
Como todas las formas de los medios de almacenamiento, los discos ópticos se basan en la tecnología digital. Cualquier tipo o morfología de la información (texto, imagen, audio, vídeo, etc.) puede ser codificada en formato digital y almacenada en este tipo de soportes.

¿Qué discos ópticos existen?

Actualmente existen varios soportes de almacenamiento óptico, los más comunes son los CDs (Compact Disc, Disco Compacto) y DVDs (Digital Versatile Disc,Disco Versátil Digital; sin embargo inicialmente los DVDs se conocían como Digital Video Disc, Disco de Vídeo Digital debido a que se usaba para la reproducción de películas), aunque actualmente están comenzando a aparecer los  Blu Ray Disc (Disco Blu Ray) que acabaran sustituyendo a los DVDs, al igual que paso en su día con el paso de los CDs a los DVDs.

CD:

La composición de los materiales de los discos, aunque pueden variar, siguen un mismo patrón: los discos tienen un grosor de 300.2 milímetros de policarbonato al que se le añade una capa refractante de aluminio (antes oro, después plata y otro metales) que sirve para obtener mayor longevidad de los datos y posteriormente se le añade una capa protectora (barniz) .

En el mercado, sobre el disco fabricado se le suele poner una etiqueta o bien se le pinta con el fin de personalizarlo. Los métodos comunes de impresión CD son serigrafía y offset printing. La grabación de los datos en un CD se inicia en el centro del disco y terminan en el exterior.

Esta circunstancia permite utilizar diferentes tamaños y formatos. Los CD disponibles en mercado tienen diferentes formas tamaños y capacidades. Las más comunes son las siguientes:

• 120 mm (diámetro) con una duración de 74-80 minutos de audio y 650-700MB de datos.
• 120 mm (diámetro) con una duración de 90-100 minutos de audio y 800-875MB de datos.
• 80 mm (diámetro), que fueron inicialmente diseñados para CD singles. Estos pueden almacenar unos 21 minutos de música o 210MB de datos. También son conocidos como Mini-CD

DVD:

Los DVD se dividen en dos categorías: los de capa simple y los de capa doble. Además el disco puede tener una o dos caras, y una o dos capas de datos por cada cara; el número de caras y capas determina la capacidad del disco. Los formatos de dos caras apenas se utilizan fuera del ámbito de DVD-Video.

Los DVD de capa simple pueden guardar hasta 4,7 gigabytes según los fabricantes en base decimal, y aproximadamente 4,38 gigabytes en base binaria o gibibytes (se lo conoce como DVD-5), alrededor de siete veces más que un CD estándar. Emplea un láser de lectura con una longitud de onda de 650 nm (en el caso de los CD, es de 780 nm) y una apertura numérica de 0,6 (frente a los 0,45 del CD), la resolución de lectura se incrementa en un factor de 1,65. Esto es aplicable en dos dimensiones, así que la densidad de datos física real se incrementa en un factor de 3,3.

Blue-ray:

Una capa de disco Blu-ray puede contener alrededor de 20 GB o cerca de 6 horas de vídeo de alta definición más audio; también está en el mercado el disco de doble capa, que puede contener aproximadamente 50 GB. La velocidad de transferencia de datos es de 36 Mbit/s (54 Mbit/s para BD-ROM), pero ya están en desarrollo prototipos con velocidad de transferencia 2x (el doble, 72 Mbit/s). Ya está disponible el BD-RE estándar, así como los formatos BD-R (grabable) y el BD-ROM, como parte de la versión 2.0.

Vídeos sobre las unidades ópticas: 

Conclusión personal sobre los dispositivos de almacenamiento:

Es muy importante conocer los distintos dispositivos de almacenamiento para elegir el que más nos convenga, según las características y funcionalidad de cada uno. Los discos duros son dispositivos de almacenamiento muy importantes en la historia de la computadora, ya que ofrecen un gran espacio para almacenar documentos o datos, estos están siendo cambiados por la nuevas tecnologías de las memorias sólidas, una de las características que han dado este cambio tan grande es la rapidez de guardado y borrado de las memorias sólidas, aunque los discos duros han cambiado tecnológicamente a través de los años para una transferencia más rápida, no pueden ser tan veloces como las memorias sólidas, este punto es muy tomado por las personas, porque les importa mucho la rapidez de su computadora y la mayoría de las personas es muy desesperada al utilizar la computadora. Las memorias solidas utilizan una tecnología muy distinta a la que utilizan los discos duros, las memorias solidas funcionan como las memorias flash por pulsaciones eléctricas mientras que los discos duros guardan los datos por medio de discos magnéticos, pero no en todo ganan las memorias sólidas, los discos duros pueden guardar la misma cantidad de datos que estas.

Las unidades ópticas por su parte son dispositivos que leen información escrita en discos, estos discos pueden variar según la tecnología que utilicen y por supuesto los más nuevos son los que guardan un mayor volumen de información, aunque estos discos no se utilizan como dispositivo principal de almacenamiento de la computadora son muy útiles para contener información que podamos mover de un lado para otro, por ejemplo: películas, vídeo juegos, etc. Las unidades ópticas leen los discos por medio de un láser que contienen internamente. Los tres tipos de discos mas conocidos son el CD que fue utilizado principalmente para guardar canciones, el DVD que fue utilizado para contener películas en definición normal y muchas canciones y el mas nuevo que es el blue-ray que es utilizado para guardar películas en alta definición por su gran capacidad de almacenamiento.

Este blog servirá para que las personas conozcan algunos medios de almacenamiento y puedan delimitar cual les puede funcionar para atender sus necesidades.