dispositivos almacenamiento

5. Dispositivos de Almacenamiento.1. Dispositivos de almacenamiento magentico. Estructura de disquete. Estructura de disco duro. Evolucin histrica. Evolucin Tecnolgica.

2. Dispositivos de almacenamiento ptico.

5. Dispositivos de almacenamiento.

1

5.1. Dispositivos de almacenamiento magntico. Estructura de disquete. Organizacin de la informacin en pistas, sectores y caras. 1 pista tiene un nmero constante de sectores -> Diferente concentracin.

1 sector = 512 bytes -> unidad mnima de almacenamiento. Capacidad de disquete: n pistas x n sectores x 512 bytes x 2 caras. Tasa de transferencia: n de sectores x pista.sector 1

pista 0 pista 1

pista N (N es el nmero de sectores 1)

5.1. Dispositivos de almacenamiento magntico.

2

Estructura de disco duro. Tasa de transferencia de HD = 10 x tasa de transferencia disquete -> velocidad de giro mayor. 100 sectores por pista en discos modernos. Externamente: Fuente de alimentacin. Ventilador. Interfaz conexin PC. Indicadores leds.

Internamente: Alimentacin: 5 V -> circuitos controladores, 12 V -> motores. Interfaz de conexin con PC: Microcontrolador (8255). Disco duro.3


Estructura de disco duro (I). Discos (Platters). Aleacin de vidrio, cermica, aluminio + capa metlica.

Velocidad de giro: 3600, 7200 rpm. 2 caras (0 y 1), una de ellas usualmente para control y la otra para datos.

Cabezas (Heads). Apiladas. Cabeza lectura/escritura en cada cara. 1 ms cabezas por cara -> reduccin de la distancia de desplazamiento. No tocan el disco -> cojn de aire. Cabeza = Bobina de hilo -> accionado segn campo magntico produciendo corriente.

Eje.4


Estructura de disco duro (II). Actuador (Actuator). Motor que mueve la estructura de cabezas (Head Stack Assembly) HSA.

Cilindros (Cylinders). 2 pistas (cara 0 y 1) -> 1 cilindro. 2 pistas x M discos -> 1 cilindro.

Pistas (Stacks). Aprox. 10.000, 1,74 Gbits/pulgada2.

Sectores (Sectors). 512 bytes

Cluster. Agrupacin de sectores.


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Estructura de disco duro (III). Direccionamiento de sectores, Cylinder Head Sector (CHS) El S.O. se encarga de agrupar los sectores formando clusters -> unidad mnima que el S.O. es capaz de direccionar. Conversin CHS - LBA (Logical Block Addressing): LBA = (Cilindro x n de cabezas + Cabeza) x Sector/Pista + (Sector -1) La BIOS utiliza la funcin Identify para saber en el arranque la capacidad del disco y lo pasa al HD en formato CHS.

Interfaz de conexin ATA/ATAPI (IDE) (I). 1990 -> ANSI -> estndar ATA (Advanced Technology Attachment, Anexo de Tecnologa Avanzada)

IDE -> Integrated Disk Electronic. EIDE -> Enhanced IDE. ATAPI -> ATA Packet Interface.5.1. Dispositivos de almacenamiento magntico.6

Interfaz de conexin ATA/ATAPI (IDE) (II). IDE -> sucesora ST506/412 -> 1 interfaz de discos duros. 528 MB -> cilindros: 1024, cabezales: 16, sectores: 63, capacidad sector: 512 bytes. 8,4 GB (de 16 a 255 cabezales). int 13h (BIOS). 1 tarjeta controladora IDE -> 2 HD (maestro/esclavo) y 2 disquetes.

Tiempo medio de acceso, TA = TS + TR + TX.a) Movimientos de cabezas: TS, tiempo de bsqueda o localizacin. Teniendo en cuenta la inercia: TS = n x TC x TH. n -> n de cilindros a pasar. TC -> tiempo de paso entre cilindros consecutivos. TH -> tiempo relacionado con la inercia del cabezal.7


b) Bsqueda de sector: TR, tiempo de latencia o demora de rotacin. c) Tiempo de transmisin: TX, para lectura o escritura. En discos magnticos flexibles hay que tener en cuenta el tiempo de arranque del motor, TM. Ej. Tiempos HD: TC 0,1 0,3 ms.TH 3 20 ms. Grabacin de informacin en sectores: Basado en cambios de flujos: FM (Frequency Modulation): cambios de flujo para 1, no cambios de flujo para 0. Inconveniente: cada bit de datos implica uno o dos cambios de flujo. Esto reduce a la mitad la capacidad del HD.

MFM (Modified FM): 1: se graba un pulso nico, 0: se desfasa cambio de flujo.


8

1

0

1

1

0

0

1

0

FM T T T T T T T T

MFM

RLL (Run Length Limited): 1: cambio de flujo, 0: ausencia de cambio de flujo. Restricciones: no puede haber muchos unos seguidos ni muchos ceros seguidos. Para subsanar estos problemas se introduce una codificacin mediante patrones (RLL 2,7 y RLL 3,9). Ej: Patrn de bits a guardar 11 Cdigo 1000

Mejora un 50%. Es implementado en discos duros que siguen el estndar IDE. ST-506.5.1. Dispositivos de almacenamiento magntico.9

Manejo de errores: Errores de programacin: peticin de acceso a sectores inexistentes. Errores de trnsito de datos: CRC. Errores permanentes: superficie magntica daada > identificacin de superficie daada en FAT. Errores de localizacin. Error del controlador.


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Evolucin histrica (I): Dcada 1950s: IBM plantea el problema de transferencia de datos desde su central en la costa este hasta su centro en San Jos (California). Enero 1953: Requerimientos: 800 micras entre cabeza y disco. Estado actual de los discos planos: 20000 micras a 1200 rpm. Febrero 1954: xito al pasar de tarjetas perforadas a discos. Septiembre 1956: Aparece el IBM 350 que implementa el sistema RAMAC: Random Access Method of Accounting and Control. Caractersticas: Capacidad: 5 millones de caracteres de 7 bits. Electrnica: tubos de vaco.

Discos de aluminio de 60 cm recubiertos con xido de hierro.Tamao: el de un frigorfico con 1 Tm de peso. Coste: 189.950 $.11


Evolucin histrica (II): En 1967, el equipo de investigacin de San Jos liderado por Alan Shugart, realiza estudios para disquete. Un ingeniero del equipo, David Noble propone el disco de 8 pulgadas con camisa protectora de tela, conocido como floppy. 1969: Shugart deja IBM llevndose ms de 100 ingenieros a la empresa Memorex. 1971: IBM introduce el primer disco de memoria (memory disk) de 8 pulgadas. 1973: Shugart deja Memorex, se lleva a muchos ingenieros y crea Shugart Associates para desarrollar discos flexibles. Crea la interfaz que se popularizar por IBM.

1974: Shugart quiere introducir procesadores y discos de flexibles en sistemas completos. Los socios de Shugart quieren centrarse en el disco floppy. Despiden a Shugart. Wang Laboratories solicita el disco de 5 y Shugart Associates lo fabrica.12


Evolucin histrica (III): En 1979: La empresa Finis Conner sontrata a Shugart para fabricar floppies de 5, creando la entidad Seagate Technology y dando lugar al disco duro de 6 MB con interfaz de comunicacin, conocido como ST-506. 1981: Sony saca al mercado el dico flexible de 3 aceptado por APPLE, IBM y HP. 1981: Aparicin del ST-412 con bsqueda prealmacenada. Consitituye el formato IDE (Integrated Drive Electronics), el cual es estandarizado por el organismo ANSI en 1990, con el nombre ATA (Advanced Technology Attachment). Se trata de un disco duro con controlador integrado en la pletina y que implementa tcnicas de verificacin activa de errores. 1995: EIDE (incluye controladora de CD-ROM). Estandarizado como ATAPI (Advanced Technology Attachment Packect Interface).


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Evolucin Tecnolgica El sistema IDE (Integrated Device Electronics, "Dispositivo con electrnica integrada") o ATA (Advanced Technology Attachment,) controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) y adems aade dispositivos como las unidades CD-ROM. En el sistema IDE el controlador del dispositivo se encuentra integrado en la electrnica del dispositivo. Las diversas versiones de sistemas ATA son: Paralell ATA (algunos estan utilizando la sigla PATA) ATA-1 ATA-2, soporta transferencias rpidas en bloque y multiword DMA. ATA-3, es el ATA2 revisado. ATA-4, conocido como Ultra-DMA o ATA-33 que soporta transferencias en 33 MBps. ATA-5 o Ultra ATA/66, originalmente propuesta por Quantum para transferencias en 66 MBps. ATA-6 o Ultra ATA/100, soporte para velocidades de 100MBps. ATA-7 o Ultra ATA/133, soporte para velocidades de 133MBps. Serial ATA, remodelacin de ATA con nuevos conectores (alimentacin y datos), cables, tensin de alimentacin y conocida por algunos como SATA.

5.2. Dispositivos de almacenamiento ptico.

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Evolucin TecnolgicaLas controladoras IDE casi siempre estn incluidas en la placa base, normalmente dos conectores para dos dispositivos cada uno. De los dos discos duros, uno tiene que estar como esclavo y el otro como maestro para que la controladora sepa a/de qu dispositivo mandar/recibir los datos. La configuracin se realiza mediante jumpers. Habitualmente, un disco duro puede estar configurado de una de estas tres formas: Como maestro ('master'). Si es el nico dispositivo en el cable, debe tener esta configuracin, aunque a veces tambin funciona si est como esclavo. Si hay otro dispositivo, el otro debe estar como esclavo. Como esclavo ('slave'). Debe haber otro dispositivo que sea maestro. Seleccin por cable (cable select). El dispositivo ser maestro o esclavo en funcin de su posicin en el cable. Si hay otro dispositivo, tambin debe estar configurado como cable select. Si el dispositivo es el nico en el cable, debe estar situado en la posicin de maestro. Para distinguir el conector en el que se conectar el primer bus Ide (Ide 1) se utilizan colores distintos.


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Evolucin TecnolgicaEste diseo (dos dispositivos a un bus) tiene el inconveniente de que mientras se accede a un dispositivo el otro dispositivo del mismo conector IDE no se puede usar. En algunos chipset (Intel FX triton) no se podra usar siquiera el otro IDE a la vez. Este inconveniente est resuelto en S-ATA y en SCSI, que pueden usar dos dispositivos por canal. Los discos IDE estn mucho ms extendidos que los SCSI debido a su precio mucho ms bajo. El rendimiento de IDE es menor que SCSI pero se estn reduciendo las diferencias. El UDMA hace la funcin del Bus Mastering en SCSI con lo que se reduce la carga de la CPU y aumenta la velocidad y el Serial ATA permite que cada disco duro trabaje sin interferir a los dems. De todos modos aunque SCSI es superior se empieza a considerar la alternativa S-ATA para sistemas informticos de gama alta ya que su rendimiento no es mucho menor y su diferencia de precio s resulta ms ventajosa.


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Evolucin Tecnolgica


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Evolucin TecnolgicaIDE (Integrated device Electronics) o ATA (Advanced Technology Attachment)

Conectores IDE

Interface SATA ( Serial ATA )


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Evolucin TecnolgicaSCSI, acrnimo ingls Small Computer System Interface, es un interfaz estndar para la transferencia de datos entre distintos dispositivos en el bus de la computadora. Para montar un dispositivo SCSI en un ordenador es necesario que tanto el dispositivo como la placa madre dispongan de un controlador SCSI. Es habitual que el dispositivo venga con un controlador de este tipo, pero no siempre es as, sobre todo en los primeros dispositivos. Se utiliza habitualmente en los discos duros y los dispositivos de almacenamiento sobre cintas, pero tambin interconecta una amplia gama de dispositivos, incluyendo scanners, unidades CD-ROM, grabadoras de CD, y unidades DVD. De hecho, el estndar SCSI entero promueve la independencia de dispositivos, lo que significa que tericamente cualquier cosa puede ser hecha SCSI (incluso existen impresoras que utilizan SCSI). En el pasado, era muy popular entre todas las clases de ordenadores. Actualmente sigue siendo popular en lugares de trabajo de alto rendimiento, servidores, y perifricos de gama alta. Los ordenadores de sobremesa y los porttiles utilizan habitualmente las interfaces ms lentas de IDE para los discos duros y USB (el USB emplea un conjunto de comandos SCSI para algunas operaciones) as como Firewire a causa de la diferencia de coste entre estos dispositivos. Se est preparando un sistema SCSI en serie, denominado Serial Attached SCSI o SAS, que adems es compatible con SATA, dado que utiliza el mismo conector, por lo tanto se podrn conectar unidades SATA en una controladora SAS. 5.2. Dispositivos de almacenamiento ptico.19

Evolucin TecnolgicaSCSI 1 Bus de 8 bits. Velocidad de transmisin de datos a 5 Mbps. Su conector genrico es de 50 pins (conector Centronics) y baja densidad. La longitud mxima del cable es de seis metros. Permite hasta 8 dispositivos (incluida la controladora), identificados por las direcciones 0 a 7.SCSI 2 Fast: Con un bus de 8, dobla la velocidad de transmisin (de 5 Mbps a 10 Mbps). Su conector genrico es de 50 pins y alta densidad. La longitud mxima del cable es de tres metros. Permite hasta 8 dispositivos (incluida la controladora), identificados por las direcciones 0 a 7. Wide: Dobla el bus (pasa de 8 a 16 bits). Su conector genrico es de 68 pins y alta densidad. La longitud mxima del cable es de tres metros. Permite hasta 16 dispositivos (incluida la controladora), identificados por las direcciones 0 a 15.Tipos de SCSI


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Evolucin Tecnolgica SCSI 3 1.- SPI: SCSI 3 (Parallel Interface o Ultra SCSI). 1.1.-Ultra: Dispositivos de 8 bits con velocidad de ejecucin de 20 Mb/s. Su conector genrico es de 50 pins y alta densidad. La longitud mxima del cable es de tres metros. Admite un mximo de 8 dispositivos. Tambin se conoce como Fast 20 o SCSI-3. 1.2.-Ultra Wide: Dispositivos de 16 bits con velocidad de ejecucin de 40 Mb/s. Su conector genrico es de 68 pins y alta densidad. La longitud mxima del cable es de 1,5 metros. Admite un mximo de 15 dispositivos. Tambin se conoce como Fast SCSI-3. 1.3.-Ultra 2: Dispositivos de 16 bits con velocidad de ejecucin de 80 Mb/s. Su conector genrico es de 68 pines y alta densidad. La longitud mxima del cable es de doce metros. Admite un mximo de 15 dispositivos.

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Evolucin Tecnolgica 2.-Firewire (IEEE 1394). 3.- SSA: Serial Storage Arquitecture. De IBM. Usa full-duplex con canales separados. 4.- FC-AL: Fibre Channel Arbitrated Loop. Usa cables de fibra ptica (hasta 10 km) o coaxial (hasta 24 m). Con una velocidad mxima de 100Mbps.

Caractersticas de SCSI Utilizan CCS (Command Common Set). Es un conjunto de comandos para acceder a los dispositivos que los hacen ms o menos compatibles. SCSI 1, SCSI2 y SCSI 3.1(SPI) conectan los dispositivos en paralelo. SCSI 3.2(Firewire), SCSI 3.3(SSA) y SCSI 3.4(FC-AL) conectan los dispositivos en serie. Hacen falta terminadores (jumpers, por BIOS, fsicos) en el inicio y fin de la cadena. Nmero mximo de dispositivos: La controladora cuenta como un dispositivo (identificador 7, 15) BUS Dispositivos Identificadores Conector 8 bits 7 Del 0 al 6 50 pins 16 bits 15 Del 0 al 14 68 pins22

EstructuraEl nmero total de sectores de un disco duro se puede calcular: n sectores = n caras * n pistas/cara * n sectores/pista. Por tanto, cada sector queda unvocamente determinado si conocemos los siguientes valores: cabeza, cilindro y sector. Por ejemplo, el disco duro ST33221A de Seagate tiene las siguientes especificaciones: cilindros = 6.253, cabezas = 16 y sectores = 63. El nmero total de sectores direccionables es, por tanto, 6.253*16*63 = 6.303.024 sectores. Si cada sector almacena 512 bytes de informacin, la capacidad mxima de este disco duro ser de 6.303.024 sectores * 512 bytes/sector = 3.227.148.228 bytes ~ 3 GB.

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Estructura

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Estructura

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Estructura

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Enlaceshttp://www.tecnologiaslibres.net/2007/12/06/ssd-los-discos-duros-del-futuro/ http://www.youtube.com/watch?v=9eMWG3fwiEU Western Digital Seagate Maxtor Maxtor Samsung Hitachi Fujitsu Quantum Corp. Toshiba

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Discos Tipos de discos Magnticos Discos Duros (Hard Disk) Diskette (Floppy) 3.5", 5 1/4" 8" Discos Removibles (Disk Cartridges) Iomega Zip (100Mb) Jazz (1Gb)

Opticos

Partes de un Disco

Organizacin de los sectores Al principio no eran adyacentes, exista un factor de intercalamiento de 3 o 5 Actualmente gracias a las velocidades de los discos si pueden estar adyacentes

Clusters Relacionado a cmo ve el Sistema Operativo al disco Son un nmero fijo de sectores continuos (grupo) Permiten que se lean "clusters" y asi evitar tener que leer sector por sector El nmero de sectores agrupados se puede ajustar en la mayora de los OS (1-65535), default 3512 Tip: clusters grandes para archivos grandes y viceversa

Extents Cuando un archivo no puede estar en sectores contiguos ocurre un "extent" Si hay demasiados extents tenemos un problema porque se incrementa el tiempo de acceso a disco

Fragmentacin Interna Sucede cuando un archivo no es del mismo tamao que los sectores o clusters Tip: clusters grandes para archivos grandes y viceversa

Clculos para conocer informacin de los discos duros Track Capacity = number of sectors per track X bytes per sector Cylinder Capacity = number of sectors per cylinder X track capacity Drive Capacity = number of cylinders X cylinder capacity Nmero de bytes por sector=512 Nmero de sectores por track=63 Nmero de tracks por cilindro=16 Nmero de cilindros=4092 63*512=32256 16* 32256=516096 4092*516096=2,111,864,832 = 2.1 Gb Nmero de bytes por sector=512 Nmero de sectores por track=63 Nmero de tracks por cilindro=16 Nmero de cilindros=6279 63*512=32256 16* 32256=516096 59321*516096= 30,615,330,816=30 Gb

Velocidades de discos Internal Media Transfer Rate La velocidad interna del disco, para leer la informacin, alrededor de uno 500 Mbits/s (62.5Mb/s) en promedio.

dle Speed (RPM) 3,600 4,200 4,500 4,900 5,200 5,400 7,200 10,000 12,000 15,000

Average Latency (Half Rotation) (ms) 8.3 7.1 6.7 6.1 5.8 5.6 4.2 3.0 2.5 2.0

Typical Current Applications Former standard, now obsolete Laptops IBM Microdrive, laptops Laptops Obsolete Low-end IDE/ATA, laptops High-end IDE/ATA, Low-end SCSI High-end SCSI High-end SCSI Top-of-the-line SCSI

Tipos de Interfaces para transmisin de datos: IDE: Integrated Drive Electronics ATA, Fast ATA, Fast ATA-2 con LBA (Logical Block Addressing) Ultra ATA (UATA) Direct Memory Access (DMA) 30 Mb/s Ultra Direct Memory Access (UDMA) 60-100 Mb/s

Serial ATA 150 Mb/s

USB: Universal serial bus 480Mbits/s SCSI: Small Computer System Interface 5-320 Mb/s Fiber Channel 2 Gbits/s

Un conector IDE/ATA en un disco (arriba) y un cable regular de 40 conductores IDE/ATA cable (abajo).

Ultra DMA: agrega transicin en ambos extremos del reloj, doblando as la velocidad; tambin introduce el uso de CRC (cyclical redundancy checking).

80-conductor Ultra DMA IDE/ATA interface cable. Ntense los conectores azul, gris y negro, as como los 80 cables. La marca roja indicando el cable #1 est presente tambin (aunque no se aprecie en la foto)

Comparacin entre los cables de 80-conductores y 40-conductores.

SCSI (Small Computer System Interface) SCSI no es nicamente una interface, es todo un protocolo de comunicacin que ha ido evolucionando con el tiempo hasta llegar a convertirse en la interface ms rpida en el mercado.

Transfer Mode

Defining Standard

Bus Width (bits)

Bus Speed (MHz)

Throughput (MB/s)

Cabling

Maximum Cable Length (m)

"Regular" SCSI (SCSI-1)

6 SCSI-1 8 5 5 50-pin 25

Wide SCSI SCSI-2 16 5 10 68-pin

6

25

Fast SCSI SCSI-2 8 10 10 50-pin

3

25

Fast Wide SCSI

3 SCSI-2 16 10 20 68-pin 25

1.5 Ultra SCSI

SCSI-3 / SPI

8

20

20

50-pin

3

25

1.5 Wide Ultra SCSI

SCSI-3 / SPI

16

20

40

68-pin

3

25

D-Shell (D-Sub, DD): El primer SCSI standard, SCSI-1

Un conector macho DD-50 SCSI Se observa el metal "D-shaped" alrededor de los pins.

Cuidado: El conector Apple DB-25 SCSI es mecnicamente idntico al conector paralelo de una PC.

Centronics: otro conector SCSI-1 standard de 50-pin, tambin llamado "Centronics connector"

Conector macho (arriba) y hembra 50-pin Centronics connectors. Se observa que los pins son planos y las esquinas poseen pestaas para conectarse.

High-Density (HD): El conector D-shell basado en el SCSI-1 standard fue reemplazado por uno nuevo de alta densidad basado en SCSI-2 .

Machos de 50-pin (izquierda) y 68-pin conectores de alta densidad externos.

Very High Density Cable Interconnect (VHDCI): Para mejorar de manera notable la flexibilidad del hardware SCSI surge este nuevo conector.

Conectores internos (unshielded):Regular Density: Definido para SCSI-1 standard para dispositivos de 8 bits. Es una conector rectangular de 25 pins muy similar al de los IDE/ATA excepto por tener 5 pins extra en cada rengln.

Macho (arriba) y hembra 50-pin regular density.

High Density: SCSI-2 defini estos conectores que llamados de alta densidad porque el espacio entre pins es de la mita que en los antiguos SCSI-1 hacindolos mucho ms pequeos.

Un macho interno, high-density 68-pin connector.

Single Connector Attachment (SCA): Es el estandar para conectores SCSI internos, no refirindose a los cables sino la interface integrada en alguna tarjeta.

1st generation Approximate Data Rate Approximate Bus Speed Introduction Signal compatibility 150MB/s 1.5GB/s Mid 2002 -

2nd generation 300MB/s 3.0GB/s Mid 2004 Compatible w/1st generation

3nd generation 600MB/s 6.0GB/s Mid 2007 Compatible w/ 2nd generation

Universal Serial Bus (USB) Velocidad de 480Mbits/s El cable puede tener un largo de 5 metros.

FC Fiber Channel Velocidad de 2Gbits/s El cable puede medir hasta 15 km

Subsistemas de Disco Problema: Capacidad limitada en cuanto al espacio de almacenamiento por disco. Existe un cuello de botella en lo que se refiere a I/O para aquellos sistemas que requieren de gran performance

Acceso a disco (milisegundos) vs RAM (nanosegundos)

Soluciones: RAID (Redundant Arrays of Inexpensive/Independient Disks) Disk Catching

RAID Existen 6 niveles diferentes que usan mltiples discos duros para mejorar la velocidad, la fiabilidad o ambos. Los niveles 1-5 estn relacionados con la fiabilidad (redundancia de datos) pero no ofrecen grandes mejoras en lo que se refiere a operaciones de lectura. La redundancia permite tener mltiples copias de los mismos datos en varios discos de manera que si alguno falla los datos no se pierden. Para que un RAID funcione requiere invertir en un hardware que permita obtener los beneficios de dicha tcnica, de otra manera el maximizar el uso de cache es una buena solucin.

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RAID0: Especfico para aumentar el performance, no provee redundancia Los datos se envan (almacenan) en los diferentes discos Para la computadora varios discos se aprecian como si fueran 1 solo. Se requieren al menos 2 discos para implementarlo

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RAID1: Este nivel produce un "espejo" (mirror) de los datos, los mismos datos son almacenados en 2 discos Estos discos pueden o no estar en la misma mquina Las lecturas tienden a ser ms rpidas que si se hicieran de un solo disco, ya que los datos pueden ser ledos simultneamente de ambos. Las escrituras suelen ser ms lentas ya que se estn escribiendo 2 copias de los datos. Se requieren al menos 2 discos para implementarlo62

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RAID2: Utiliza cdigos de correccin de errores para compensar la carencia de dicha funcionalidad en algunos discos Actualmente ya no es muy utilizado debido a que la mayora de los dispositivos posee dicha caracterstica.

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RAID3: Almacena toda la informacin en diferentes discos pero a nivel byte. Un disco est dedicado exclusivamente a guardar el bit de paridad, de manera que si algn disco falla los datos se puede recuperar gracias a este bit. Se requieren al menos 3 discos para implementarlo66

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RAID4: Similar a RAID3 con la diferencia que la paridad se almacena por bloques. La paridad tambin se almacena en un solo disco En ambos casos el disco de paridad se puede volver un cuello de botella Se requieren al menos 3 discos para implementarlo

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RAID5: Semejante a RAID4 solo que con la diferencia de que la paridad se divide entre todos los discos del raid. Resiste la cada o falla de un disco Las escrituras son lentas debido a que un sencilla operacin de escritura requiere leer los datos del bloque as como su paridad, recalcular la paridad con los nuevos datos y escribir entre los diferentes discos del raid. Sin embargo la gran mejora en tiempo de lectura minimiza el overhead que se gasta en las escrituras. El rendimiento puede llegar a ser igual o mejor que si trabajramos con un solo disco. Se requieren al menos 3 discos para implementarlo

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RAID6 Similar a RAID5 Incluye un esquema de paridad adicional distribuido a travs de los diferentes discos Se requieren al menos N+2 discos para implementarlo

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RAID7 Principalmente implementado a nivel hardware Aprovecha propiedad de un sistema operativo inmerso (embedded) para tener las ventajas del bus de transferencia Permite grandes velocidades en transferencia de datos Marca Registrada por Storage Computer Corporation.74

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RAID10 Es un arreglo de clases (stripes), cada una de ellas compuesta por un arreglo de discos con RAID1. El costo de esta implementacin es demasiado alto, tanto en recursos como en dinero. Se requieren al menos 4 discos para implementarlo.

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RAID53 Es un arreglo de clases (stripes), cada una de ellas compuesta por un arreglo de discos con RAID3. Esto ofrece gran velocidad pero el costo es demasiado alto. Se requieren al menos 5 discos para implementarlo.

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RAID0+1 Es un arreglo de discos espejo Cada segmento de discos est configurado como un RAID0

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Implementaciones de RAID.Conceptos relacionados: Disc Spare (Hot Spare): discos o particiones de respaldo que entran automticamente si alguno de los discos del raid tiene algn fallo Dispositivos Hot Plug: discos que pueden ser agregados en caliente; sin necesidad de reiniciar la mquina.

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Un RAID puede estar implementado en Hardware o en Software Hardware: Son ms rpidos, pero ms costosos

Sun StorEdge T3 169Tb

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Software: Solaris Volume Manager (Solstice Disk Suite)

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Linux Kernels http://www.linux.org/docs/ldp/howto/Software-RAID-HOWTO.html

Windows Management Console -> Disk Management

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Disk Catching Utiliza la memoria RAM del sistema o una memoria cach del disco para aumentar el rendimiento I/O del disco. Debido a estas memorias ms rpidas el rendimiento aumenta. Cuando se lee algo del disco lo ms reciente se almacena en esta cache de manera que cuando se hace otra llamada al disco sta se intercepta y se revisa si los datos se encuentran en el buffer de memoria, si es as los datos se utilizan de sta y no del disco.

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Implementacin de Catching La configuracin del Disk Catching suele hacerse en el BIOS de la mquina. Algunos Sistemas Operativos automticamente utilizan la memoria RAM libre para realizar el catching La incluida en el disco, actualmente 2 MB en drives IDE/ATA y de hasta 16 MB en algunos SCSI.

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NAS (Network Attached Storage) Es un dispositivo que posee un o ms discos duros, una tarjeta controladora, una tarjeta de red, y el software necesario que incluye los protocolos para que los archivos sean alcanzables desde las dems mquinas (NFS, CIFS, Internetwork Packet Exchange).

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SAN (Storage Area Network) Red dedicada creada para permitir a un grupo de servidores el compartir sistemas de almacenamiento de alta velocidad

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CAS (Content Addressed Storage)

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CD-ROM (Compact Disk-Read Only Memory)El Disco compacto de solo lectura fue creado en 1979 por las marcas Philips y Sony pero solo en el ao 1984 salieron al mundo de la informtica, permitiendo almacenar hasta 600 MB. El dimetro de la apertura interna es de 15 mm, esta medida fue inspirada en la moneda de 10 centavos de florn, proveniente de Holanda. Y el dimetro total del disco es de 5", es decir 12.7 cm; fue adoptada por Sony y corresponde a la anchura de los bolsillos de las camisas para hombres porque segn su filosofa, con el tiempo todo debe caber en el bolsillo de una camisa.

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CD-ROM Los CD-ROM slo se pueden usar para lectura. Actualmente almacenan 700 Mb y se han convertido en el estndar para distribuir sistemas operativos, aplicaciones y discos compactos de audio. Son una herramienta muy buena, pero a la hora de guardar informacin esta queda relegada, pues no permite guardar informacin, son slo de lectura.

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Caractersticas fsicas Las unidades de CD-ROM se evalan por su capacidad y su velocidad de lectura. Existen discos de varias capacidades, que van desde los 650 Mb y 74 min. a los 1054 Mb y 120 min. En lo que se refiere a la velocidad, una unidad de velocidad simple (1X) lee a 150kb por segundo, una de velocidad doble (2X) lee a 300kb/s y as sucesivamente. El lmite de lectura/escritura es de 52X (7800 kb/s).95

Tipos de CD Existen distintos tipos de CD: CD Audio: Para escuchar los clsicos discos compactos de msica. Video-CD: Para pelculas grabadas en este formato. CD-i: Es una variante de disco ptico, exclusivamente de lectura que contiene sonido e imagen adems de datos. Photo-CD multisesin: Para guardar imgenes procedentes de un carrete fotogrfico o una memoria de una cmara digital. CD-XA y CD-XA Entrelazado: CD's que contienen archivos de audio y datos.96

CD-R CD-R: Los discos grabables, estn compuestos por un soporte plstico rgido (policarbonato), al que se adosa una capa de material sensible y otra capa reflectante. La estructura de los discos CD-R es la siguiente: Capa para Impresin Capa material reflectante Capa metlica fotosensible Capa de material plstico (Policarbonato)

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CD-R En el proceso de grabacin, el lser que acta sobre el disco a una determinada frecuencia, distinta a la de lectura, incide sobre la capa fotosensible y modifica las caractersticas de la misma quemndola (grabndola) y quedando de esta manera grabada la informacin en forma de marcas que se corresponden con los valores 0 y 1 y que se organizan en una espiral a lo largo del disco.98

CD-R

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CD-R Tras este proceso de quemado, el lser que acta bajo una frecuencia de lectura, no es capaz de atravesar la capa fotosensible lo que permite que un disco CD-R pueda ser ledo en todos los dispositivos de slo lectura actuales. Una vez alterada, la capa fotosensible no puede volver a su estado natural, por lo que el CD-R puede ser grabado una sola vez. Esta tecnologa es denominada WORN (Write Once Read Many) es decir, solo se escribe una vez y puede ser leda muchas.

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CD-RW CD-RW: son una evolucin sobre los CD-R. La diferencia estriba en el cambio de la capa fotosensible, de caractersticas tan especiales que el proceso normal de quemado lo efecta como el CD-R, pero si posteriormente a la grabacin se somete a un nuevo quemado, a una temperatura superior a la establecida para la grabacin, el material fotosensible es capaz de volver a su estado original quedando listo para una nueva grabacin. Para poder llevar a cabo este proceso, los actuales lectores de CD-ROM llevan incorporados un lser que es capaz de operar a dos frecuencias distintas.101

CD-R - CD-RWCD-R CD-RW

TECNOLOGA QUE Graba datos permanentemente No puede ser borrado Puede ser ledo indefinidamente UTILIDAD Archivar datos, imgenes, fotos... Crear discos de msica personalizada Distribuir programas

Graba y reescribe hasta 1000 veces Se puede borrar para reutilizarlo Puede ser leido indefinidamenteCopias de respaldo de bases de datos Almacenamiento a corto plazo Trasladar documentos o archivos de gran tamao

Los actuales lectores de CD-ROM llevan incorporados un lser que es capaz de operar a dos frecuencias distintas. Esta caracterstica es denominada "multiread" y esto permite la lectura de CD-ROM, CD-R y CD-RW.102

CD-RW Un dato a tener en cuenta en toda grabadora consiste en los clsicos 48x24x48 que nos indican respectivamente la velocidad de grabacin (CD-R), la de borrado y reescritura (CD-RW) y la de lectura (CD-ROM y CD-R)

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En el proceso de grabacin es fundamental quin proporciona el flujo de datos, normalmente un disco duro u otro CD, ya que la velocidad de envos de dichos datos debe ser constante para evitar los errores de lectura. Precisamente para evitar esta cuestin, los dispositivos de grabacin, incorporan una memoria intermedia o buffer lo que garantiza que el flujo de datos sea constante. Es decir, el proceso de grabacin se abastece de los datos que le proporciona el buffer y no el dispositivo que emite los datos, garantizando as que siempre estar disponible la informacin necesaria, sin pausas o buffer underrun que dejaran al soporte inservible.104

DVD El DVD, inicialmente llamado Disco de Video Digital, posteriormente Disco Verstil Digital y ahora, simplemente DVD, es un disco plateado, de 12 cm. de dimetro y un orificio en centro (en esto es parecido a un CD), pero con una capacidad de almacenamiento que va de los 4.7 a los 17 Gb. El CD permite grabar 74 minutos, en cambio el DVD permite 9 horas de grabacin digital de audio. Se amplia adems, su capacidad de grabacin de vdeo, que es de 133 minutos por lado con una calidad de sonido e imagen extraordinaria y constante, y sin perdida de calidad aunque se reproduzcan varias veces.

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DVD Los lectores DVD-ROM tambin utilizan el valor X, pero su valor es distinto al de las unidades CD-ROM. En este caso el factor 1x ronda los 1350 Kb/sg. Por tanto, los lectores DVD 16x, lo ms rpidos, leen a una velocidad aproximada de 21600 Kb/sg.

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DVD El DVD est compuesto 5 Capas: Capa para Impresin Capa de Policarbonato Capa Reflectora Capa Semi-Reflectora Capa de Policarbonato

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Caractersticas DVD: Pueden existir hasta dos capas por cada una de las caras del disco, organizadas en dos alturas diferentes. La capa base, es de un material plateado y totalmente reflexivo que permite reflejar toda la luz del lser que incida sobre ella. La capa que se monta sobre la base, lgicamente separada por un material aislante, es semireflexiva, lo que permitir pasar algo de luz108

Para poder leer la capa interna, es necesario aumentar la potencia del lser, de manera que atraviese la primera capa que queda desenfocada, con lo que la luz es reflejada por la capa ms interna, pudindose as leer la informacin contenida en ella. Fsicamente se podran conseguir ms capas de almacenamiento dentro de una misma cara, pero por razones de convenio se ha adoptado dos capas por cara

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TIPOS DE DISCOS Y CAPACIDADES DE LOS DVD

Hay dos tipos de discos principalmente, que son los DVD+ y los DVD-. Cada uno de estos tipos cuenta con sus correspondientes versiones de discos grabables (R) y regrabables (RW). Los DVD+ tienen un mejor tiempo de acceso, posicionamiento y rendimiento en general, aunque almacenan una menor cantidad de datos que los discos DVD-.110

Estos cuatro tipos pueden dividirse a su vez en dos grupos, segn tengan una o dos capas: Una capa Una cara: DVD 5 = 4.7 Gb / 133 min. Doble cara: DVD 9 = 8.5 Gb / 266 min.

Doble capa Una cara: DVD 10 = 9.4 Gb / 266 min. Doble cara: DVD 18 = 17 Gb / 481 min.

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DVD-R y DVD+R La R en el nombre, quiere decir que solamente pueden grabarse una sola vez, es decir, que la superficie de escritura solo puede ser utilizada una vez. El formato +R es ms rpido que el -R, pero el +R es menos compatible, porque es ms nuevo. De todas maneras, actualmente, casi todas las grabadoras o lectoras soportan ambos. La calidad y la estructura de los datos son los mismos en ambos tipos de DVDs.112

Otras diferencias son: En los -R, la grabacin necesita un proceso de inicializacin (formatearlo completamente al principio) y otro de finalizacin (debe ser cerrado). En los +R, no es necesario ni iniciarlos ni finalizarlos. Formatea al mismo tiempo que graba. Los -R graban a una velocidad lineal constante (CLV). Los +R graban a una velocidad variable. Cuando se graba en DVD-R las velocidades son enteras (1X, 2X, 4X, etc.), en cambio en los +R las velocidades son fraccionarias (2.4X, etc.).113

DVD-RW Fue creado por Pioneer en noviembre de 1999 y es el formato contrapuesto al DVD+RW, apoyado adems por Panasonic, Toshiba, Hitachi, NEC, Samsung, Sharp, Apple Computer y el DVD Forum, Organismo que regula el formato del DVD. El DVD-RW incorpora la tecnologa CLV (Constant Linear Velocity) o velocidad lineal constante, garantizando un flujo constante de datos.

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DVD-RW El DVD-RW es anlogo al CD-RW, por lo que permite que su informacin 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. La grabacin en este formato, necesita un proceso de inicializacin en donde el disco es formateado en su totalidad (antes de comenzar) y otro de finalizacin, este proceso nos garantiza la reproduccin posterior

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El DVD-RW implementa sistemas de seguridad como el CLV contra el "Buffer Underrun", no puede detener la grabacin para reanudarla de nuevo cuando recibe ms datos (Lossless Linking) Adems son mas baratos que los DVD+RW.

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DVD+RW Formato apoyado por el DVD Alliance, aunque dadas sus caractersticas tcnicas y compatibilidad s es aceptado por la mayora de la industria informtica. Este tipo de formato es posible reproducirlos en los actuales DVD-ROM y DVD Video y soporta adems del CLV comentado en el formato DVD-RW, el CAV (Constant Angular Velocity) o velocidad angular constante usada en los actuales CD-ROM, lo que lo hace ideal para grabar DVD que contengan tanto audio como video.

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Presenta varias ventajas con respecto al DVDRW No es necesario inicializarlo. No es necesario la finalizacin. Cuando el proceso de grabacin se inicia, este lo hace inmediatamente. Permite el "Lossless Linking" o la posibilidad de detener la grabacin sin producir errores, evitando el "Buffer Underrun. Es posible el formato Mount Rainier que permite grabar DVD como si fueran disquetes y ser leidos por cualquier lector DVD

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Formatea al mismo tiempo que graba Una vez finalizada la grabacin, se visualiza al instante

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Aparte de estos formatos que son los ms estandarizados, existen los DVD-RAM, que vienen en un cartucho de plstico debido a que son mucho ms delicados que los DVD normales, aunque tienen la ventaja de que su vida til es 100 veces mayor y que pueden ser tratados como un disco duro (se graban y leen por sectores). La desventaja es que slo se pueden leer en el ordenador y que su precio es mayor que el de los DVD normales.

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La barrera fsica de grabacin se encuentra en las 16x. Un DVD de 16x gira una velocidad de alrededor de 10.000 revoluciones por minuto, que equivale a 52x en CD. Si se intentase acelerar ms el disco, el material que lo compone comenzara a agrietarse.

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La informacin de las velocidades en el DVD viene dada por 6 parmetros ya que adems de leer y escribir en DVD tambin pueden hacerlo en CD. Por ejemplo para una grabadora 24x8x4 en CD y 6x2x1 en DVD, significa que puede leer a 24 en CD y 6 en DVD, grabar a 8 en CD y 2 en DVD y rescribir a 4 en CD y 1 en DVD122

Caractersticas fsicas comunes a los CD y DVD

El dimetro de estos discos es de 12cm y su espesor es de 1,2mm. El agujero que hay en medio de estos discos tiene un dimetro de 1,5cm. El disco tiene una capa metlica reflectante recubierta por una capa protectora a base de barniz transparente.

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Caractersticas fsicas comunes a los CD y DVD La superficie grabable de un disco se divide en tres partes: el LEAD IN, la ZONA DE DATOS y el LEAD OUT El LEAD IN (encabezamiento) ocupa los primeros cuatro milmetros del disco en el margen interior y contiene una especie de ndice. A continuacin sigue la zona de datos que ocupa prcticamente la totalidad del disco. La parte final la constituye la zona del LEAD OUT, que marca el final del disco. Se encuentra inmediatamente detrs del final de la zona de datos ocupada y tiene una anchura de 1mm.124

Caractersticas fsicas comunes a los CD y DVD La informacin a almacenar se impresiona sobre una capa metlica en forma de los llamados PITS y LANDS. Los PITS y LANDS se alinean a lo largo de una nica espiral que va desde dentro hacia fuera y cubre todo el disco. En contraposicin a un disco de vinilo, un CD o DVD se comienza a leer desde el margen interior y no desde el exterior. La densidad de un CD alcanza casi las 16.000 pistas por pulgada (Tracks per inch, TPI), mientras que un DVD llega a los 35000 TPI debido al menor tamao de sus pits y la menor separacin entre ellos125


CAV Y CLV: Hay dos procedimientos posibles a la hora de almacenar datos sobre medios giratorios cuyos nombres son CAV y CLV y ambos se refieren a la velocidad de rotacin del medio de almacenamiento.

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Caractersticas fsicas comunes a los CD y DVD El principio CAV (constant angular velocity) se basa en una velocidad angular constante, exactamente el mismo nmero de vueltas por unidad de tiempo. No debemos confundir la velocidad angular con la velocidad de la cabeza lectora, ya que independientemente de donde se encuentre sta, el medio siempre gira con una velocidad constante. Si la cabeza se encuentra sobre una pista de zona interior, escribir una pista significativamente ms corta, que la que escribira de encontrarse en la zona exterior.127


En el procedimiento CLV (constant linear velocity), el cabezal de escritura recorre exactamente la misma distancia por unidad de tiempo independientemente de si se encuentra en el margen exterior o interior del disco. Para ello, la unidad aumenta la velocidad de rotacin en la medida que el cabezal se desplaza desde el interior del disco hacia el margen exterior.128


Hasta los 16X en CD o 2X en DVD de velocidad de transferencia se utiliza el CAV, y a partir de esta velocidad es reemplazado por el mtodo CLV.

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Funcionamiento: Las unidades CD y DVD tienen grabada en su superficie una serie de agujeros diminutos llamados Pits que tienen una longitud variable, aunque el mnimo es de 0,83 micrmetros en CD-ROM y 0,4 en DVD, y una distancia entre Pits de 1,6 micrmetros en CD-ROM y 0,76 en DVD. El espacio intermedio entre dos Pits se denomina Land. En la siguiente imagen podemos ver las diferencias en el tamao de pits y lands entre DVD's y CD's:

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En un CD o DVD, la informacin est almacenada digitalmente, codificada mediante unos y ceros. Un Pit est delimitado por unos, es decir, el principio y el final de un Pit es un uno, y su longitud est determinada por el nmero de ceros que contiene. El espacio entre PITS, denominado Land, representa solamente ceros y el nmero de estos depende de la longitud del Land.

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El lser al pasar por la superficie del disco, se refleja con diferente intensidad dependiendo de si pasa por un Pit o por un Land, quedando este reflejo registrado por un detector fotoelctrico. La intensidad de la luz reflejada es menor cuando el lser pasa por un Pit, y mayor cuando lo hace por un Land.134

DISCO MAGNETO-PTICO

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Es un tipo de disco ptico capaz de escribir y reescribir los datos sobre s. Al igual que un CDROM, puede ser utilizado tanto para almacenar datos informticos como pistas de audio Estas unidades son menos usadas en entornos domsticos que las unidades de CD-ROM. Admiten discos de gran capacidad: 230 Mb, 640 Mb o 1,3 Gb.

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La grabacin magneto-ptica es un sistema combinado que graba de forma magntica y ptica, pero al reproducirlo lo hace solo de forma ptica, bajo la incidencia de un rayo lser. Los fabricantes de este tipo de soportes aseguran que son capaces de almacenar datos durante 30 aos sin distorsiones ni prdidas.

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Las unidades de grabacin de discos magnetopticos verifican la informacin despus de escribirla, del mismo modo que las disqueteras, reintentando la operacin en caso de falla o informando al sistema operativo si no puede efectuarse. Esto provoca una demora en la escritura tres veces superior a la lectura, pero hace que los discos sean sumamente seguros, a diferencia de los CD-R o DVDR en los que los datos son escritos sin ninguna verificacin.138

Los discos de almacenamiento magnetoptico suelen ser reconocidos por el sistema operativo como discos duros, ya que no requieren de un sistema de ficheros especial y pueden ser formateados en FAT, HPFS, NTFS, etctera. Un ejemplo de disco magneto-ptico es el MiniDisc.139

BLU-RAY Blu-ray (tambin conocido como Blu-ray Disc o BD), Rayo azul o Rayazul es un formato de disco ptico de nueva generacin de 12 cm de dimetro (igual que el CD y el DVD) para vdeo de alta definicin y almacenamiento de datos de alta densidad. El uso del lser azul para escritura y lectura permite almacenar ms cantidad de informacin por rea que los discos DVD, debido a que el lser azul tiene una menor longitud de onda que los lseres usados para almacenar en discos DVD. Su capacidad de almacenamiento llega a 50 Gigabytes a doble capa, y a 25 GB a una capa. El Blu-ray de 400 GB a 16 capas ya fue patentado y se espera que salga al mercado en el 2010, as como se tiene pensado patentar un Blu-Ray de 1 Terabyte para 2011 2012. La consola de videojuegos PlayStation 3 puede leer discos de hasta doble capa y se ha confirmado que est lista para recibir el disco de 16 capas.

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Este formato se impuso a su competidor, el HD DVD, en la guerra de formatos iniciada para convertirse en el estndar sucesor del DVD, como en su da ocurri entre el VHS y el Betamax, o el fongrafo y el gramfono. Despus de la cada de muchos apoyos del HD-DVD, Toshiba decidi abandonar la fabricacin de reproductores y las investigaciones para mejorar su formato141

Funcionamiento El disco Blu-ray hace uso de un rayo lser de color azul con una longitud de onda de 405 nanmetros, a diferencia del lser rojo utilizado en lectores de DVD, ste con una longitud de onda de 650 nanmetros. Junto con otros avances tecnolgicos, permite almacenar sustancialmente ms informacin que el DVD en un disco de las mismas dimensiones y aspecto externo. Blu-ray obtiene su nombre del color azul del rayo lser (blue ray quiere decir "rayo azul"). La letra "e" de la palabra original "blue" fue eliminada debido a que, en algunos pases, no se puede registrar para un nombre comercial una palabra comn.142

Fue desarrollado en conjunto por un grupo de compaas tecnolgicas llamado Blu-Ray Disc Association (BDA), liderado por Sony y Philips, y formado por las siguientes empresas: Estudios en exclusiva: Sony Pictures Entertaiment (Columbia Pictures y Tristar Pictures, entre otros). Buena Vista (Walt Disney Pictures, Touchstone Pictures, Hollywood Pictures y Miramax, entre otros). 20th Century Fox (incluye el catlogo de Metro-Goldwyn-Mayer y United Artists). Lions Gate Films. Warner Bros. Pictures. New Line Cinema. Estudios colaboradores: Studio Canal. Paramount Pictures (slo para los filmes dirigidos por Steven Spielberg). Filmax (slo en Espaa). Mar Studio (slo en Espaa).

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El DVD ofreci en su momento una alta calidad, ya que era capaz de dar una resolucin de: 720x480 (NTSC) 720x576 (PAL)

Lcapacidad de alta definicin ofrecida por el Blu-ray, es de 1920x1080 (1080p). Este ltimo es el formato utilizado por los estudios para archivar sus producciones, que anteriormente se converta al formato que se quisiese exportar. Esto ya no ser necesario, con lo que la industria del cine no tendr que gastar esfuerzo y tiempo en el cambio de resolucin de pelculas a Blu-ray, lo que abaratar sus costos.144

Capacidad de almacenaje y velocidad Una capa de disco Blu-ray puede contener alrededor de 25 GB o cerca de 6 horas de vdeo de alta definicin ms audio. Est 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 Mbps para BD-ROM), pero ya estn en desarrollo prototipos a velocidad de transferencia 2x (el doble, 72 Mbit por segundo). Ya est disponible el BD-RE (formato reescribible) estndar, as como los formatos BD-R (grabable) y el BD-ROM, como parte de la versin 2.0 de las especificaciones del Blu-ray

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Discos duros de estado slido SSD El medio de almacenamiento masivo ms popular de la prxima dcada. Son ms livianos, robustos, pequeos, y no consumen casi energa. Sin embargo, su precio an es prohibitivo.Afortunadamente, hay una solucin: puedes construirlos t mismo por casi nada.

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SSD Ventajas: Al carecer de partes mviles son mucho menos propensos a los fallos. Su consumo de energa es casi nulo. Son ideales para los ordenadores porttiles, ya que ocupan muy poco espacio y son livianos.

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SSD Inconvenientes: La primera es su vida til. Al estar basados en memorias del tipo FLASH, el numero de veces que pueden leerse o escribirse cada una de sus posiciones de memoria no es infinita (en un disco convencional tampoco lo es), sino que rondan el milln de operaciones de escritura.

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Inconvenientes: Su costo. No es raro encontrar que un disco SSD de 32 GB con una velocidad de lectura-escritura de unos 30MB/s cueste en el mercado alrededor de los 1000 euros. Esto los coloca en una posicin tal, que su uso solo es viable en ordenadores de altsima gama. En el caso del eeePC, el disco es de solo 4 GB (u 8 GB), lo que permite mantener el costo final del ordenador en un valor razonable.149

A simple vista, no deberan ser tan caros. Las tarjetas de almacenamiento basadas en memoria FLASH como las SD card funcionan con el mismo principio electrnico y tienen un costo 10 veces menor. La explicacin, aseguran, es que se producen mucha mas cantidad de tarjetas SD que de discos SSD, aunque seguramente tambin hay un componente especulativo en el precio de estos ltimos. En general, los productos nuevos siempre cuestan mas que los que ya estn consolidados.150

Vamos a construir un disco SSD en casa, de prcticamente la capacidad que deseemos, con un costo realmente bajo. no es necesario ser el rey hacker (ni siquiera hay que usar un soldador!) para lograrlo.

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El secreto de este truco esta en la estructura interna de las memorias CompactFlash. Estas memorias, se consiguen en capacidades de 16 GB a buen precio. Tienen una interfaz fsicamente ms pequea pero elctricamente idntica a la vieja y conocida interfaz ATA.

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Gracias a un pequeo controlador IDE imbuido dentro de la tarjeta, el ordenador ve a las CompactFlash como un pequeo disco duro. Todo lo que necesitamos para construir nuestro propio disco SSD es: una (o varias) tarjetas de este tipo. Algn adaptador que nos permita leerlas. (adaptadores CF-IDE)153

Adaptadores CF-IDE Existen duales (para usar dos tarjetas a la vez) o incluso para cuatro tarjetas. Suponiendo que se utilice tarjetas de 16 GB, te permite construir un disco SSD de 32GB o 64GB. Lo ideal es comprar un CF-IDE que sea compatible al menos con la norma CF 3.0. Existen cuatro versiones (de la 1 a la 4), cada una ms rpida (y cara) que las anteriores.

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Adaptadores CF-IDE El adaptador cuesta solo unos 15 euros Permite que las tarjetas colocadas en el sean reconocidas por el sistema operativo como un disco duro convencional. Incluso puedes usar las tarjetas en configuracin RAID, con lo que ganars seguridad y velocidad.

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Key Features Choice of single slot or dual slot adapter Install one or two Compact Flash cards directly onto one IDE channel Dual slot adapter (ADEBIDE2CF) Compatible with CFI/II and Micro Drive on Master position, Compatible with CFI on Slave position Single slot adapter (ADEBIDECF) Compatible with CFI/II and Micro Drive on Master position IDE interface Mounts directly onto standard 40-pin IDE connector Supports master or slave setting Drive activity LED on board Bootable Supports DMA and Ultra DMA modes. A compatible flash media card will be required to use these modes. Compatible* with DOS, Windows 3.1, NT4, 98SE, Me, 2000 and XP, Vista, Linux159

Part number

Description and Package ContentEmbedded IDE to CF Adapter

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Content: Embedded IDE - CF adapter with ADEBIDECF standard female 40-pin IDE connector, Ypower cableEmbedded Dual IDE to CF Adapter

$21.99

Content: Embedded Dual IDE - CF adapter ADEBIDE2CF with standard female 40-pin IDE connector, Ypower cable

$23.99

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Antecedentes de la Memoria flash Memorias de slo lectura. ROM: (Read Only Memory): Se usan principalmente en microprogramacin de sistemas. Los fabricantes las suelen emplear cuando producen componentes de forma masiva. PROM: (Programmable Read Only Memory): El proceso de escritura es electrnico. Se puede grabar posteriormente a la fabricacin del chip, a diferencia de las anteriores que se graba durante la fabricacin. Permite una nica grabacin y es ms cara que la ROM.

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Memorias de sobre todo lectura. EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory): Se puede escribir varias veces de forma elctrica, sin embargo, el borrado de los contenidos no es completo y a travs de la exposicin a rayos ultravioletas (de esto que suelen tener una pequea ventanita en el chip). EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory): Se puede borrar selectivamente byte a byte con corriente elctrica. Es ms cara que la EPROM. Memoria flash: Est basada en las memorias EEPROM pero permite el borrado bloque a bloque y es ms barata y densa.

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Memorias de Lectura/Escritura (RAM) DRAM (Dynamic Random Access Memory): Los datos se almacenan como en la carga de un condensador. Tiende a descargarse y, por lo tanto, es necesario un proceso de refresco peridico. Son ms simples y baratas que las SRAM. SRAM (Static Random Access Memory): Los datos se almacenan formando biestables, por lo que no requiere refresco. Igual que DRAM es voltil. Son ms rpidas que las DRAM y ms caras.

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Historia de la memoria flash Fue Fujio Masuoka en 1984, quien invent este tipo de memoria como evolucin de las EEPROM existentes. Intel intent atribuirse la creacin de esta sin xito, aunque si comercializ la primera memoria flash de uso comn. Entre los aos 1994 y 1998, se desarrollaron los principales tipos de memoria que conocemos hoy, como la SmartMedia o la CompactFlash.

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Historia de la memoria flash En 1998, la compaa Rio comercializ el primer Walkman sin piezas mviles aprovechando el modo de funcionamiento de SmartMedia. Era el sueo de todo deportista que hubiera sufrido los saltos de un discman en el bolsillo.

En 1994 SanDisk comenz a comercializar tarjetas de memoria (CompactFlash)167

Tecnologa Este tipo de memoria est fabricado con puertas lgicas NOR y NAND para almacenar los 0s 1s correspondientes. Actualmente (08-08-2005) hay una gran divisin entre los fabricantes de un tipo u otro, especialmente a la hora de elegir un sistema de archivos para estas memorias. Sin embargo se comienzan a desarrollar memorias basadas en ORNAND.168

Los sistemas de archivos para estas memorias estn en pleno desarrollo aunque ya en funcionamiento como por ejemplo JFFS originalmente para NOR, evolucionado a JFFS2 para soportar adems NAND o YAFFS, ya en su segunda versin, para NAND. Sin embargo, en la prctica se emplea un sistema de archivos FAT por compatibilidad, sobre todo en las tarjetas de memoria extrable.

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Funcionamiento Flash, como tipo de EEPROM que es, contiene un arreglo de celdas con un transistor evolucionado con dos puertas en cada interseccin. Tradicionalmente slo almacenan un bit de informacin. Las nuevas memorias flash, llamadas tambin dispositivos de celdas multi-nivel, pueden almacenar ms de un bit por celda variando el nmero de electrones que almacenan.170

Funcionamiento Estas memorias estn basadas en el transistor FAMOS (Floating Gate Avalanche-Injection Metal Oxide Semiconductor) que es, esencialmente, un transistor NMOS con un conductor (basado en un xido metlico) adicional entre la puerta de control (CG Control Gate) y los terminales fuente/drenador contenidos en otra puerta (FG Floating Gate)171

Memoria flash de tipo NOR Cuando los electrones se encuentran en FG, modifican (prcticamente anulan) el campo elctrico que generara CG en caso de estar activo. De esta forma, dependiendo de si la celda est a 1 a 0, el campo elctrico de la celda existe o no. Entonces, cuando se lee la celda poniendo un determinado voltaje en CG, la corriente elctrica fluye o no en funcin del voltaje almacenado en la celda. La presencia/ausencia de corriente se detecta e interpreta como un 1 un 0, reproduciendo as el dato almacenado

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Para programar una celda de tipo NOR (asignar un valor determinado) se permite el paso de la corriente desde el terminal fuente al terminal sumidero, entonces se coloca en CG un voltaje alto para absorber los electrones y retenerlos en el campo elctrico que genera. Este proceso se llama hot-electrn injection. Para borrar (poner a 1, el estado natural del transistor) el contenido de una celda, expulsar estos electrones, se emplea la tcnica de Fowler-Nordheim tunnelling, un proceso de tunelado mecnico cuntico. Esto es, aplicar un voltaje inverso bastante alto al empleado para atraer a los electrones, convirtiendo al transistor en una pistola de electrones que permite, abriendo el terminal sumidero, que los electrones abandonen el mismo. Este proceso es el que provoca el deterioro de las celdas, al aplicar sobre un conductor tan delgado un voltaje tan alto.

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Es necesario destacar que las memorias flash estn subdivididas en bloques (en ocasiones llamados sectores) y por lo tanto, para el borrado, se limpian bloques enteros para agilizar el proceso, ya que es la parte ms lenta del proceso. Por esta razn, las memorias flash son mucho ms rpidas que las EEPROM convencionales, ya que borran byte a byte. No obstante, para reescribir un dato es necesario limpiar el bloque primero para despus reescribir su contenido.174

Memorias flash de tipo NAND Las memorias flash basadas en puertas lgicas NAND funcionan de forma ligeramente diferente: usan un tnel de inyeccin para la escritura y para el borrado un tnel de soltado. Las memorias basadas en NAND tienen, adems de la evidente base en otro tipo de puertas, un coste bastante inferior, unas diez veces de ms resistencia a las operaciones pero slo permiten acceso secuencial (ms orientado a dispositivos de almacenamiento masivo), frente a las memorias flash basadas en NOR que permiten lectura de acceso aleatorio. Sin embargo, han sido las NAND las que han permitido la expansin de este tipo de memoria, ya que el mecanismo de borrado es ms sencillo (aunque tambin se borre por bloques) lo que ha proporcionado una base ms rentable para la creacin de dispositivos de tipo tarjeta de memoria. Las populares memorias USB o tambin llamadas Pendrives, utilizan memorias flash de tipo NAND.

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Comparacin de memorias flash basadas en NOR y NAND La densidad de almacenamiento de los chips es actualmente bastante mayor en las memorias NAND. El coste de NOR es mucho mayor. El acceso NOR es aleatorio para lectura y orientado a bloques para su modificacin. Sin embargo, NAND ofrece tan solo acceso directo para los bloques y lectura secuencial dentro de los mismos. En la escritura de NOR podemos llegar a modificar un solo bit. Esto destaca con la limitada reprogramacin de las NAND que deben modificar bloques o palabras completas. La velocidad de lectura es muy superior en NOR (50-100 ns) frente a NAND (10 s de la bsqueda de la pgina + 50 ns por byte). La velocidad de escritura para NOR es de 5 s por byte frente a 200 s por pgina en NAND. La velocidad de borrado para NOR es de 1 s por bloque de 64 KB frente a los 2 ms por bloque de 16 KB en NAND. La fiabilidad de los dispositivos basados en NOR es realmente muy alta, es relativamente inmune a la corrupcin de datos y tampoco tiene bloques errneos frente a la escasa fiabilidad de los sistemas NAND que requieren correccin de datos y existe la posibilidad de que queden bloques marcados como errneos e inservibles.176

En resumen, los sistemas basados en NAND son ms baratos y rpidos pero carecen de una fiabilidad que los haga eficientes, lo que demuestra la necesidad imperiosa de un buen sistema de archivos.

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Sistemas de archivos para Memorias flash Disear un sistema de archivos eficiente para las memorias flash se ha convertido en una carrera vertiginosa y compleja. NOR y NAND son tipos de memoria flash, tienen caractersticas muy diferentes entre s a la hora de acceder a esos datos. Un sistema de ficheros que trabaje con memorias de tipo NOR incorpora varios mecanismos innecesarios para NAND. NAND requiere mecanismos adicionales, innecesarios para gestionar la memoria de tipo NOR.178

Ejemplos: El uso de bloques errneos que pueden existir en NAND pero no tienen sentido en los sistemas NOR que garantizan la integridad. El tamao que deben manejar unos y otros sistemas tambin difiere sensiblemente. Se deber disear estos sistemas en funcin de la orientacin que se le quiera dar al sistema.

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Los dos sistemas de ficheros que se disputan el liderazgo para la organizacin interna de las memorias flash son: JFFS (Journaling Flash File System) y YAFFS (Yet Another Flash File System) ExFAT es la opcin de Microsoft.

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dispositivos almacenamiento

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