SMiX Montaje y mantenimiento de equipos, alias “Hardware”

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Disco duro

Conceptos fundamentales Preparación de disco Interfaces: IDE, SCSI, S-ATA

Disp. de almacenamiento óptico Evolución de CD-ROM Formatos de CD Características de unidades de CD y

DVD Blu-Ray

Otros disp. de almacenamiento Disqueteras y streamers Memoria FLASH o FLASH RAM

© Julián Fuentes, 2009

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El disco duro El microprocesador interactúa sólo con la información que reside en la memoria principal o del sistema. Dicha memoria tiene una gran velocidad de acceso pero dispone de muy poca capacidad de ento. Para solventar este problema los equipos informáticos disponen de unos dispositivos denominados

unidades de almacenamiento y el más destacado el disco duro, que será el principal protagonista de este capítulo. almacenami1 En el momento en que la CPU debe ejecutar un programa, el código formado por sus instrucciones pasa de la unidad a la memoria y lo mismo pasa con los datos que necesita el programa. Durante la ejecución del programa se puede guardar la información en las unidades de almacenamiento produciéndose el recorrido inverso.

1.1 Descripción de un disco duro

1.1.1 Descripción física A la hora de desmontar un ordenador, podemos encontrar en una de las bahías de 3 ½” el disco duro, también llamado Hard Disk (HD o HDD). En todo ordenador habrá al menos uno. Un disco duro está formado por una serie de platos (o discos) apilados y unidos por un eje central dentro de una caja. Cada plato tiene dos caras (cara 0 y cara 1). Estos platos están fabricados en una aleación de aluminio recubierto de un material magnetizable. Giran continuamente, gracias a un motor, entre 5600 y 10000 rpm en sentido antihorario.

Fig.3.1. Componentes de un disco duro Sobre estos discos se mueven unos brazos que desplazan unos cabezales de lectura/escritura sobre la

superficie del disco mediante un servomotor o electroimán. Estos cabezales tienen una bobina en su extremo que se encarga de crear los campos magnéticos que alterarán la superficie de los platos. 1.1.2 Descripción lógica El elemento lógico fundamental es el cilindro. Los cilindros están formados por un conjunto de pistas que se encuentran superpuestas y que tienen el mismo número en cada disco. Las pistas son unas circunferencias concéntricas situadas en la superficie del plato. Éste se divide en sectores, que son divisiones lógicas de medida fija de 512bytes. Todos los sectores están identificados. El primer sistema de direccionamiento utilizado fue el CHS (Cylinder-Head-Sector), ya que con estos tres valores se puede situar un dato en cualquier parte del disco. Posteriormente se creó otro sistema más sencillo, el LBA o Direccionamiento Lógico de Bloques, que consiste en dividir la superficie del disco en sectores y asignar a cada uno un único número. Lo que permite la grabación de bits por zonas o ZBR, que consiste en aumentar el número de sectores en las pistas exteriores, consiguiendo un uso más eficiente del disco. Los sectores se pueden agrupar en clusters. Un clúster es la unidad mínima de información que el SO es capaz de leer o escribir en el disco duro. Cada fichero, ocupará uno o más clústeres según su tamaño. A su vez, cada uno de ellos sólo puede almacenar información perteneciente a un solo fichero por lo que dos ficheros no pueden compartir un mismo clúster. Cada sistema de ficheros tiene establecido un tamaño de clúster por defecto, no obstante este tamaño puede cambiarse. No obstante debe tenerse en cuenta ciertos límites en dichos cambios. Tomemos por ejemplo los sistemas de ficheros propios de los SSOO de Microsoft.

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Unidad FAT16 FAT32 NTFS 0,5-1 GB 16 KB

4 KB

1 KB 1-2 GB 32 KB 2 KB 2-4 GB 64 KB

4 KB 4-8 GB

No soporta 8-16 GB 8 KB

16-32 GB 16 KB > de 32 GB No soporta

Según el sistema de ficheros los sectores se agrupan en clústeres, bloques de datos, etc. Todos a excepción del Master Boot Record o MBR. Es el sector 0 de la pista 0 de la cara 0 del plato 0, el sector que en cuanto se pone en movimiento el disco duro, es leído en primer término por el cabezal de lectura/escritura. Está dividido en dos partes:

• Espacio reservado para el gestor de arranque.

• Tabla de particiones. En cada uno de los cuatro registros de la tabla de particiones se indica la ubicación del sector de inicio o Boot Record de una partición primaria del disco duro.

1.2 Conceptos fundamentales Muchas son las características que se conocen de un disco duro a la hora de integrarlo en un equipo: capacidad, rpm, interfaz, etc. Si se quieren conocer en profundidad cuales son las características de un disco duro, se pueden y/o deben tener en cuenta ciertos parámetros que afectan directamente a la velocidad de acceso a datos, y que son entre otros:

• Número de sectores por pista. En estos dispositivos la cifra es variable, utilizando diferentes, tamaño de pista, ya que las exteriores ofrecen más espacio por sector que las interiores. Los datos comienzan a escribirse de fuera hacia dentro.

• Velocidad de rotación. Son las rpm a las que

gira el disco duro. A más velocidad menos tiempo de acceso a datos, por el contrario se corre el riesgo de sobrecalentamiento, lo que supone que ciertos modelos de discos duros necesiten un ventilador extra.

• Tiempo de búsqueda. Es el tiempo que tarda el

disco en mover el cabezal sobre una determinada pista del disco desde la posición de reposo, una vez se ha ejecutado una instrucción.

• Latencia de rotación. Tiempo que tarda en

llegar al sector requerido una vez se ha

posicionado en la pista deseada. Ejemplo: un HD con una velocidad de rotación de 7200rpm, tiene una latencia aproximada de 4ms.

• Tiempo de acceso. Es la suma del tiempo de

acceso y la latencia de rotación.

• Tasa de transferencia. Es la cantidad de información que se puede transferir en un momento concreto.

• Interfaz. Es el sistema mediante el cual se

conecta el disco duro a la placa base. El interfaz lo conforman un conector, un zócalo y un cable de bus. Existen tres tipos: IDE (Parallel ATA), SCSI o S-ATA (Serial ATA).

Fig. 3.2. Disco duro con interfaz SCSI

1.3 Preparación del disco duro Cuando el disco duro ya contiene la información de cilindros, pistas y sectores, se dice que está formateado en bajo nivel. Es en este momento que el usuario puede comenzar a llenarlo de información. No obstante, no se puede utilizar inmediatamente, ya que antes de la instalación del SO y el resto de software es necesario particionar y posteriormente formatear el disco duro. 1.3.1 Formateado de discos duros Actualmente, los discos duros se venden con el formato a bajo nivel creado y es reconocido así por la BIOS, de forma que esta operación ya no debe hacerla el usuario.

• Formateado de bajo nivel. Es la organización lógica de la superficie del disco. El formateado de bajo nivel consiste en crear las pistas, numerarlas, crear los sectores y numerarlos.

• Formateado de alto nivel. Establece las

estructuras necesarias para poder almacenar y localizar los ficheros. Las estructuras van a

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depender del sistema de ficheros: FAT32, NTFS, ext3… La configuración de estas estructuras consta de creación del registro de arranque, tabla de ficheros, directorio raíz y área de datos.

Cada sistema de ficheros tiene una estructura de almacenamiento. Lo único que tienen en común es el sector de arranque. Realizadas las particiones es necesario darle formato al disco. Durante el proceso se crea el registro de arranque conocido como Master Boot Record (MBR). En el se encuentra un pequeño programa que permite la carga del sistema operativo. Si en el disco duro van a convivir varios sistemas operativos, el programa que se encuentra en a dirección a la que apunta el MBR será un asistente que ofrecerá la opción de elegir el SO a arrancar. El MBR se encuentra en el sector 0 de la pista 0. si este sector se deteriora por cualquier motivo, se puede considerar el disco duro como inservible. Tras ejecutarse el programa de arranque de la BIOS, se lee a continuación el MBR, que busca la partición activa y donde se encuentra. Localizada la partición activa, se carga en memoria para ejecutarse el sector de arranque. Finalmente pasa el control al SO. 1.3.2 Creación de particiones Los discos duros pueden estar divididos en particiones, que dividen su espacio permitiendo que funcione como si se tratase de dos o más discos duros, lo que dará mayor seguridad al sistema. Si los discos duros han sido reconocidos correctamente por la BIOS, el siguiente paso es crear las particiones que pueden ser primarias o extendidas. Las dos dividen el disco en zonas para albergar sistemas de ficheros independientes en el mismo disco. Antes de realizar particiones, hay que tener bien pensado cuál va a ser la distribución del disco duro (o varios). Las particiones extendidas no se pueden crear si no se ha creado previamente una partición primaria. Las particiones primarias contienen un sector de arranque del sistema operativo, que se encuentra en el primer sector de la partición. Sólo podrá haber una partición primaria activa, correspondiente al SO que se va a iniciar. Cuando se tiene un asistente (GRUB, LILO, etc …), la partición activa se corresponde con la primera de la lista de los SO. Las particiones que se corresponden con otro sistema operativo, en el caso de que las hubiese, no estarán activas, ni tampoco serán visibles al SO que se está ejecutando actualmente. La partición extendida tiene como función albergar las unidades lógicas o particiones lógicas. En los

sistemas operativos Windows 9x, estas particiones no pueden iniciar el sistema operativo. Esta situación ha cambiado con los sistemas Windows 2000/2003 y XP, donde las particiones lógicas pueden ser arrancables, gracias a un sector de arranque en la partición primaria. Como máximo, por cada disco duro se pueden crear cuatro particiones, por ejemplo tres primarias y una extendida. Cada partición extendida puede contener como máximo cuatro lógicas, que a su vez se pueden dividir.

1.4 Interfaz del disco duro: IDE Es el interfaz más empleado en los PC domésticos y cada vez más en aquellos ordenadores de altas prestaciones para la conexión de discos duros. Sin embargo en torno a este interfaz han aparecido una serie de estándares, conocidos de forma genérica como estándares ATA (AT Attachment). ATA es una interfaz estandarizada por la ANSI, la organización de patentes americana. Las especificaciones originales son:

• Dos discos duros. La especificación ATA da soporte a dos discos duros ambos montados en un mismo canal, y configurados como maestro (master) y esclavo (slave) respectivamente.

• Modos de transferencia. Los modos de

transferencia PIO 0, 1 y 2.

• Modos DMA. Soportaba transferencia en modo DMA 0, 1 y 2.

1.4.1 UltraATA (UltraDMA) Este desarrollo supone un nuevo estándar dentro del interfaz IDE. UltraATA y UltraDMA son equivalentes y utilizadas indistintamente por los fabricantes de discos duros. El estándar viene definido por le modo de transferencia más rápido que utilizan. Es totalmente compatible a versiones anteriores pero la BIOS debe soportar el modo de transferencia, así como la parte del chipset encargada del control de dispositivos IDE, en este caso el Southbridge.

Modo Transferencia UltraDMA 0 16,7 MB/s UltraDMA 1 25 MB/s UltraDMA 2 33,3 MB/s UltraDMA 3 44,4 MB/s UltraDMA 4 66,7 MB/s UltraDMA 5 100 MB/s UltraDMA 6 133 MB/s

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CFGM SMR M1: Montaje y mantenimiento de equipos Tema 3: Dispositivos de almacenamiento de un equipo informático 1.4.2 ATAPI ATA fue desarrollado originalmente para emplearse con discos duros, pero posteriormente se fueron desarrollando otros dispositivos que utilizaban ma misma interfaz. ATAPI o AT Attachment Packet Interface es un estándar que permite implementar dispositivos con características SCSI sobre interfaces ATA, como son los lectores de CD-ROM.

1.4.3 Modos de transferencia de la

información Básicamente existen dos tipos:

• PIO (Programmed Input/Output). El procesador se encarga de llevar a cabo todas las operaciones de transferencia. Actualmente este modo no responde a las exigencias de los PC actuales.

• DMA (Direct Memory Access). Este método

permite que la transferencia de datos entre memoria y otros dispositivos sin necesidad de la intervención del microprocesador. Para que esta transferencia de datos sea posible, se debe hacer uso del controlador DMA integrado en el chipset de la placa base. La mayoria de los HD actuales utilizan DMA-66, DMA-100 y DMA-133.

Una placa base tiene dos controladoras IDE, lo que permite conectar cuatro dispositivos como máximo. La forma de acceso al bus de estos dispositivos es muy sencillo: la controladora establece turnos de forma que en el caso de querer instalar un disco duro y un CD-ROM en el ordenador, no es conveniente colocarlos en el mismo canal IDE. 1.4.4 SMART (Self Self Monitoring

Analysis and Reporting Technology)

La tecnología SMART permite la detección de fallos en el disco duro. comprobando los diferentes parámetros del disco como pueden ser: la velocidad de los platos del disco, sectores defectuosos, errores de calibración, CRC, distancias medias entre el cabezal y el plato, temperatura del disco, etc. Cuando se produce un error la BIOS avisa mediante un mensaje que aparece en la pantalla indicando el tipo de error producido. Es en este momento cuando el usuario puede realizar la copia de seguridad del disco o su intento de reparación.

1.5 Interfaz del disco duro: SCSI Los discos duros SCSI se han utilizado desde sus orígenes en equipos de gama media y alta. El hecho de que desde el principio se pudieran alojar siete dispositivos por controladora y que la velocidad de transmisión fuera considerablemente más alta que la de los HD IDE lo hicieron idóneo para equipos de gama superior. El sistema SCSI necesita una tarjeta controladora extra. Existen dos tipos de interfaz SCSI: de 8 bits en un cable de 50 hilos llamado narrow (permite conectar hasta 7 dispositivos) y de 16 bits con un cable de 68 hilos conocido como wide (permite conectar hasta 15 dispositivos).

Fig. 3.4. Instalación de dispositivos SCSI Las características de las diferentes versiones son: Interfaz Tasa T Bus Frecuencia SCSI 5 MB/s N 5 MHz Wide SCSI 10 MB/s W 5 MHz Fast SCSI 10 MB/s N 10 MHz Fast Wide SCSI 20 MB/s W 10 MHz Ultra SCSI 20 MB/s N 20 MHz Ultra Wide SCSI 40 MB/s W 20 MHz Ultra2 SCSI 40 MB/s N 40 MHz Ultra2 Wide SCSI 80 MB/s W 40 MHz Ultra3 SCSI 160 MB/s N 40 MHz* Ultra3 Wide SCSI 320 MB/s W 80 MHz*

* Se realizan dos transmisiones por ciclo El SAS (Serial Attached SCSI) es el sucesor de esta interfaz. Aparentemente no hay cambios ya que se utiliza el mismo conector, pero al ser un protocolo en serie (como SATA) se consigue una mayor velocidad de transferencia al aumentar el número de dispositivos conectados, es decir, se pueden gestionar tasas de transferencias constantes para cada dispositivo conectado, además de permitir superar el límite de 16 dispositivos existente en la especificación SCSI

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tradicional, lo que puede augurar la sustitución de la tecnología SCSI por la SAS.

1.6 Interfaz del disco duro: S-ATA Serial ATA (S-ATA) es un sistema controlador de discos que gracias a que permite mayores velocidades, mejor aprovechamiento de sistemas multidisco, así como la capacidad de conectar discos en caliente, presumiblemente acabará sustituyendo al sistema IDE (Parallel ATA o P-ATA).

Fig. 3.5. Vista inferior de un disco duro con interfaz Serial ATA (cable de color rojo)

Este nuevo estándar es compatible con sistemas IDE. Como indica el nombre, es una conexión de tipo serie como USB o FireWire. La primera versión ofrece velocidades de hasta 192MB/s y en la segunda generación se llega a los 384MB/s. La tercera versión, que está en desarrollo ofrece una velocidad real de 768MB/s.

Las principales diferencias entre S-ATA e IDE son:

• Los conectores de datos son diferentes, S-ATA tiene un cable de 7 hilos a diferencia de la tradicional cinta de 40 hilos, lo que mejora mucho la ventilación. El cable serie al tener menos hilos, tiene menos interferencias lo que permite aumentar las frecuencias de funcionamiento.

Actualmente en la mayor parte de las placas base no vienen integradas controladoras S-ATA, y eso es el principal inconveniente.

• Los discos duros se conectan punto a punto, un disco duro para cada controladora de la placa, a diferencia del IDE, en el que se conectan dos discos a cada controladora.

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Dispositivos de almacenamiento óptico En un principio los disquetes se utilizaban para suministrar productos de software y sistemas operativos. Debido al aumento del tamaño de estos productos, los disquetes se hicieron cada vez menos prácticos y se por los CD-ROM. sustituyeron

Se denominan dispositivos de almacenamiento óptico debido al sistema por el que se leen o se escriben los datos, mediante un haz láser (una luz). Dentro de este apartado se incluyen las lectoras de CD-ROM y DVD, además de los dispositivos grabadores y regrabadores. Los avances tecnológicos permiten que los soportes pueden guardar cada vez más información, orientados principalmente a video y almacenamiento de datos de alta densidad. Así pues, conviene conocer nuevos estándares como HD DVD y Blu-ray.

2.1 Evolución del CD-ROM La tecnología del CD (Compact Disk) o disco compacto fue una creación de las compañías Philips y Sony. Apareció inicialmente como formato de audio digital, destinado al gran mercado de consumo de música grabada, a principios de los 80 y en pocos años se impuso y arrinconó al formato existente hasta entonces: el disco de vinilo. A mediados de la misma década, aparecieron las primeras unidades lectoras de CD para ordenador. Estas unidades utilizaban el mismo formato físico, pero éste podía guardar datos y programas además de música grabada. Al CD destinado a almacenar información para ordenadores se le denominó CD-ROM (Compact Disk – Read Only Memory) nombre que hacía referencia a que era un formato de sólo lectura.

Fig. 3.6. El CD-ROM se ha convertido en el formato en el

que se presentan las aplicaciones informáticas Posteriormente aparecieron nuevos formatos de CD que podían ser grabados por el usuario doméstico:

• El CD-R (CD Recordable). Se trata de un CD grabable, es decir, en él se puede grabar información hasta completar su capacidad, sin embargo no existe posibilidad de borrarlo y empezar de nuevo a grabarle información.

• El CD-RW (CD ReWritable). Este CD se puede

borrar y regrabar tantas veces como se desee. Con los años, el precio de los soportes CD-R y CD-RW cayó hasta unos niveles en los que no tenía excesivo sentido usar CD-RW, con lo que el formato CD-R casi se ha convertido en un producto de usar y tirar. Las unidades capaces de leer y escribir estos dos formatos fueron llamadas unidades grabadoras de CD. Con el tiempo, la grabadora de CD se ha convertido en imprescindible en cualquier equipo ya que el formato CD ha pasado a ser el más usado para almacenar información.

2.2 Formatos de disco compacto Existen numerosos formatos de disco. La diferencia entre uno y otro está en el modo en que se codifica la información:

• CD-DA (Compact Disk Digital Audio). Está destinado al formato de audio. La norma que define este formato se encuentra en el Libro Rojo.

• CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory). Es

el utilizado habitualmente para almacenar datos. La norma se encuentra en el Libro Amarillo.

• CD-I (Compact Disk Interactive). Define el

formato para los CD interactivos que integran

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texto, gráficos, vídeo, audio y datos binarios (juegos, enciclopedias, películas, etc.). la norma se encuentra en el Libro Verde.

• CD-ROM XA (CD-ROM eXtended Architecture).

Es una conjunción del formato CD-ROM y CD-I, diseñado para mejorar las capacidades de audio y vídeo; puede ser utilizado también para almacenar sólo datos.

• CD-R Multisession (CD Recordable). Define el

formato para los discos grabables multisesión, contemplando la posibilidad de agregar datos a un CD-ROM ya grabado. La norma se encuentra en el Libro Naranja.

• CD-RW Multisession (CD ReWritable). Define el

formato para los discos regrabables ultisesión, contemplando la posibilidad de grabar, borrar y volver a grabar como si de un disquete se tratara. La norma se encuentra en el Libro Naranja.

2.3 Funcionamiento de una unidad de CD-ROM

Un CD es un disco de 12cm de diámetro y un espesor de 1,2mm. El material principal es una pieza de policarbonato. En el hay millones de pequeñas muescas que son las que codifican la información que almacena el disco. Dichas muescas se llaman pits y sus dimensiones son de 0,5 micras de ancho, 0,15 de profundidad y de 0,83 a 3 micras de largo, mientras que las zonas que no se han perforado durante el proceso de fabricación se llaman land.

Fig. 3.7. Detalle de los lands y pits que hay en la parte

inferior de un CD La pieza de plástico se recubre con una fina capa de aluminio de tan sólo 0,125 micras. Por último, sobre la capa de aluminio se deposita otra capa de material acrílico transparente que sirve de protección. La etiqueta del CD se imprime con tinta directamente sobre la capa de acrílico.

En cuanto a la capacidad de los CD, inicialmente tenían una capacidad de 74 minutos de música o 650MB de datos grabados, y posteriormente aparecieron los de 80 minutos o 700MB de datos. 2.3.1 Lectura de un CD El proceso de lectura consiste en traducir las series de lands y pits en información digital (ceros y unos). A diferencia del disco duro, que tiene varias pistas concéntricas, el CD posee una sola pista en forma de espiral que recubre toda la superficie del disco empezando desde la parte más interna de éste. La anchura de la pista es tan sólo de 0,5 micras y la distancia entre dos vueltas sucesivas de la espiral es de 1,6 micras. El cabezal del lector lo forman un láser y una célula fotoeléctrica que capta la forma en que el haz de luz láser se refleja sobre la pista del CD. El láser se refleja de forma diferente dependiendo de si incide sobre un land o sobre un pit y esta diferencia es lo que capta la célula fotoeléctrica.

Fig. 3.8. Elemento emisor del láser del CD-ROM La densidad lineal de información es constante a lo largo de toda la pista. Como una vuelta de la parte externa es más larga que una vuelta de la parte interna de la espiral, resulta que las vueltas de la pista almacenan más cantidad de información a más distancia del centro del disco. Esto difiere de lo que ocurre con los discos duros y disquetes donde las pistas más internas almacenan la misma cantidad de información que las pistas más externas.

2.4 Características de una unidad de CD-ROM

Si bien se conocen en gran medida, no es menos cierto que deben tenerse en cuenta una serie de características que pueden hacer escoger una u otra unidad de CD-ROM.

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• Velocidad de transferencia. Es la velocidad a la cual circulan los datos a través del bus del interfaz. A mayor velocidad, mejor será la respuesta del sistema a la hora de leer datos y reproducir sonido y vídeo desde el CD. Los valores que han oscilado desde 1x a la actual 52x. Cada múltiplo representa 150KB/s. Debe tenerse en cuenta que si se posee un lector de 52x no quiere decir que lea 13 veces más rápido que una de 4x.

• Velocidad de acceso. Es el tiempo medio que

tarda la unidad en acceder a los datos cuanso se demandan. Los valores típicos oscilan entre 100-250 milisegundos. A mayor velocidad de acceso menor tiempo tardará en empezar a transferir datos al sistema.

• Tamaño del búfer. Es una memoria intermedia

que se encarga de transferir la información del CD a la interfaz. No se trata de una memoria caché, pero permite enviar datos en paquetes más grandes, con lo que se logran mayores tasas de transferencia. Los valores típicos van desde los 64 a los 512KB.

• Compatibilidad. Son los distintos formatos de

grabación de CD-ROM que es capaz de leer.

• Inserción del CD. Las unidades de CD-ROM pueden tener dos tipos de modos de inserción. El más utilizado es el sistema de bandeja y el slot in o caddy, en la que el CD se introduce en una ranura.

• Interfaz. Como ya hemos visto, el interfaz es el

tipo de conexión con la controladora, así como el modo de funcionamiento eléctrico que utiliza. Los CD-ROM necesitan un interfaz para transferir los datos al ordenador y hay diferentes tipos, no obstante las que se utilizan son el interfaz IDE cada vez más las S-ATA en ordenadores domésticos y las SCSI para grandes servidores.

2.5 Grabadoras y regrabadoras de CD-ROM

Para empezar debe verse la diferencia entre ambos tipos, es decir grabadoras y regrabadoras:

• Grabadoras. Son aquellas que sólo permiten grabar la información una vez, sin que luego se pueda volver a escribir en el CD-ROM.

• Regrabadoras. Son las que utilizando discos

apropiados (CD-RW), permiten grabar numerosas veces.

De todas formas cada vez hay menos grabadoras que no sean regrabadoras, pero conviene saber esa diferencia. Las grabadoras son unidades lectoras de CD-ROM que permiten además escribir datos en un CD. Los CD-ROM comerciales, ya sean de música o datos son inalterables, ya que son estampaciones a partir de un master, por tanto se deben insertar CD-ROM del tipo –R o –RW.

Fig. 3.9. Grabadora de CD-ROM externa LACIE 2.5.1 Características Todas las características son las mismas que para los lectores de CD-ROM, pero además debe añadirse como característica la velocidad de grabación.

• Velocidad de grabación. Es la velocidad a la cual circulan los datos para su grabación a través del bus del interfaz, es decir del ordenador a la grabadora o regrabadora. A mayor velocidad, mejor será la respuesta del sistema a la hora de grabar o regrabar datos. Los valores que han ido tomando oscilan entre los 1x a los actuales 48x para los CD-ROM de una sola grabación y los 24x para los CD-ROM regrabables.

La velocidad de regrabación suele ser la mitad de la velocidad de grabación dado que el sistema de regrabación es más complejo que el de grabación. El significado del múltiplo es similar al de lectura en los CD-ROM.

2.6 Unidad lectora de DVD La unidad de DVD se está haciendo cada vez más indispensable para el almacenamiento de la información. El objetivo de tener mucha información almacenada en muy poco espacio se hace realidad para las enciclopedias multimedia en disco DVD, que además de incluir información textual y gráfica como las enciclopedias tradicionales, incorporan sonido, vídeo y un potente sistema de búsqueda, que es realmente lo más útil para un usuario de enciclopedias.

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CFGM SMR M1: Montaje y mantenimiento de equipos Tema 3: Dispositivos de almacenamiento de un equipo informático Por tanto, se puede definir la unidad de DVD como un dispositivo capaz de leer los datos almacenados en los discos DVD que se insertan en las unidades. 2.6.1 Funcionamiento El funcionamiento de los lectores de DVD es exactamente igual al de los lectores de CD-ROM, excepto al grosor del haz de luz láser que en el caso de los DVD es de 0,4 micras y la separación entre pistas es de 0,74 micras.

Fig. 3.10. Diferencias del haz láser de una unidad de

CD-ROM y una unidad de DVD

2.6.2 Características Todas las características son las mismas que para los lectores de CD-ROM, excepto la velocidad de lectura, que en un lector de DVD puede ser de 1x hasta los actuales 16x, que se sobrepasará pronto. En los DVD se toma como velocidad base la velocidad de reproducción de los DVD normales de vídeo que es de 1385KB/s frente a los 150KB/s de los CD-ROM. Por tanto, en el caso de los DVD, el múltiplo deberá multiplicarse por 1385 para hallar la velocidad de transferencia. Normalmente en casi todas las lectoras de DVD se pueden leer CD-ROM, pero no al revés. Esto se debido a que disponen de dos lentes.

2.7 Grabadoras y regrabadoras de DVD

La diferencia entre grabadora y regrabadora de DVD es la misma que en el caso de los CD-ROM. Para poder escribir datos en un DVD, éste debe ser del tipo +R, -R, +RW o –RW.

2.7.1 Características Todas las características son las mismas que para los lectores de DVD, excepto que el hecho de ser grabadoras hay que incluir la velocidad de grabación y el tipo de DVD que puede grabar.

• Velocidad de grabación. Es la velocidad a la cual circulan los datos para su grabación a través del bus del interfaz, es decir del ordenador a la grabadora. A mayor velocidad, mejor será la respuesta del sistema a la hora de grabar o regrabar datos. Los valores que han ido tomando oscilan entre los 1x y los actuales 16x o 8x, para grabadoras y regrabadoras respectivamente. En este último caso además depende de si el formato es +R o –R.

• Tipos. Una de las clasificaciones por las cuales

se pueden dividir los lectores de DVD que éstos son capaces de escribir, pudiendo ser DVD+R o DVD-R. A las unidades que soportan ambos formatos se las conoce como dual.

DVD-R/RW. Es el formato adoptado por el DVD Forum que integra marcas como Pioneer, LaCie, Panasonic, Teac, TDK, Toshiba. Es el formato más extendido.

DVD+R/RW. Es el formato adoptado por la Alliance DVD+RW que integran marcas como Aopen, Freecom, HP, Nec, Phillips, Plextor, Ricoh, Sony, TDK, Verbatim, etc. Es un formato relativamente nuevo, creado con fines domésticos introduciéndose en el mercado a inicios de 2002, y por tanto está menos extendido, pero gana terreno debido a la diferencia a la hora de grabar RW.

Fig. 3.11. Los DVD+R ofrecen unas características que los

hacen idóneos para el almacenamiento de datos

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2.7.2 Comparativa entre formatos Ambos formatos son capaces de grabar DVD-vídeo compatibles con los nuevos DVD domésticos. Estudios realizados por SONY al sacar al mercado sus grabadoras duales, determinaron que mientras el formato DVD-R/RW es más propicio para el vídeo, el formato DVD+R/RW lo es para datos.

Fig. 3.12. Actualmente la mayor parte de las grabadoras de

DVD son DUAL Para grabar DVD-RW es necesario un proceso de inicialización y otro de finalización de grabación. La grabadora da formato al disco o posteriormente debe cerrar la sesión. En el caso del DVD+RW no son necesarios estos dos procesos, el disco se va formateando simultáneamente al proceso de grabación. Otra diferencia es que el formato DVD+RW incorpora el Lossless Linking, cuya finalidad es el poder parar la grabación en cualquier momento de la misma sin que se produzca ningun error, acción que no se puede realizar con un DVD-RW. A la hora de la grabación también existen diferencias. El formato DVD graba los DVD en modo CLV (velocidad lineal constante), que realiza las búsquedas más rápidas, en el caso del formato DVD+RW puede grabar en formato CLV y CAV (velocidad angular

constante), mucho más óptimo a la hora de grabar datos. Ambas grabadoras leen ambos sistemas, pero sólo la DVD+RW puede grabarlos.

2.8 Almacenamiento óptico de alta definición (Blu-Ray)

El Blu-Ray es un formato de alta definición de disco óptico (igual que el CD y el DVD) para vídeo de alta definición y almacenamiento de datos de alta densidad. De hecho, compite por convertirse en el estándar sucesor del DVD, en dura competencia con el HD DVD. El disco Blu-Ray utiliza un láser azul, de ahí su nombre, de 405 nanómetros, a diferencia del DVD, que utiliza un láser rojo de 650 nanómetros, lo que permite guardar mucha más información en el mismo espacio. Los discos disponen de una capa de Durabis que los hace resistentes a las rayaduras. Por cada capa de disco puede contener alrededor de 25 GB o cerca de 6 horas de vídeo de alta definición más audio. La tasa de transferencia es de 36 MB/s y 54 para BD-ROM, aunque ya hay prototipos a 72 MB/s (2x). Existen estándares del BD-ROM, BD-R (grabable) y BD-RE (regrabable). Blu-Ray HD-DVD DVD Capacidad 23,3-27 GB

46,6-54 GB 15 GB 30 GB

4,7 GB 8,5 GB

LO Laser 405 nm 405 nm 650 nm Tasa T 30-54 MB/s 36,55 MB/s 11,1 MB/s

Formatos MPEG-2 MPEG-4

AVC, VC-1

MPEG-2 MPEG-4

AVC, VC-1

DVD VCD

MPEG-2 Res Max 1080 p 1080 p 576 p LO Laser: Longitud de Onda del Laser Tasa T: Tasa de transferencia Res Max: Resolución de video máxima soportada

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Otros dispositivos de almacenamiento Además uno o varios discos duros, un equipo informático puede contar con otros dispositivos de almacenamiento. Si bien han aparecido en el mercado numerosos sistemas como Zip o Jaz (Iomega), (Panasonic), EZFlyer o SyJet (SyQuest), estos han tenido un éxito muy discreto. Rápidamente fueron

desbancados con la aparición del disco compacto (CD-ROM). Posteriormente han aparecido otros dispositivos y formatos que permiten una mayor capacidad de almacenamiento como las memorias FLASH, pero hay aun ciertos formatos que para usos específicos son necesarios, o al menos de gran utilidad, como un disquete de arranque.

SuperDisk

3.1 Disquetes y disqueteras Un disquete o Floppy Disk está formado por una pieza circular de material magnético, fina y flexible, envuelta por una carcasa rígida de plástico y de forma cuadrada. Los disquetes se leen y escriben mediante una disquetera o FDD. Los disquetes están perdiendo importancia como dispositivos de almacenamiento, pero la posibilidad que ofrecen como medio de acceso a un sistema con problemas (mediante discos de arranque), hace conveniente disponer de una disquetera en el ordenador. Su conexión es bien fácil, solo se necesita ubicarla en una bahía de 3 ½”, conectar el bus datos IDE de 34 hilos y el cable de alimentación de 4 pins (de menor tamaño que los HD o los CD-ROM). Se pueden conectar dos disqueteras que el sistema reconocerá al arrancar. Las características principales de las disqueteras son:

• Tamaño físico. Si bien han existido diferentes tamaños, el que se puede utilizar actualmente es el de 3 ½”.

• Capacidad de los discos. Según el tipo de

disquete las capacidades pueden ser: Tipo Caras Pistas Sectores Capacidad 3 ½” DD 2 80 9 720 KB 3 ½” HD 2 80 18 1,44 MB 3 ½” ED 2 80 36 2,88 MB

• Velocidad de transferencia. Es la velocidad a la cual se transmiten los datos desde la disquetera a la controladora a través del bus de datos. Tiene una media de 1500Mbits/s.

• Velocidad de acceso. Es el tiempo entre la

orden de lectura y la cabeza lectora lee el primer bit. Suele ser de unos 0,3 segundos.

Fig. 3.13. Los disquetes de 3½” han sido durante muchos

años el sistema de almacenamiento de información más utilizado

3.2 Unidades de cinta magnética o Streamers

Las cintas magnéticas o streamers son los dispositivos de almacenamiento más eficientes para guardar una copia completa de un disco duro. Las cintas magnéticas vienen en carretes, cartuchos y casetes de muchos tamaños y formas. El dispositivo usado para leer y escribir en la cinta recibe el nombre de unidad de cinta. Tiene un precio asequible y puede guardar una gran cantidad de información (varios GB). Los datos se graban secuencialmente. Para acceder a un determinado fichero es necesario leer toda la información grabada antes. Para agregar y borrar datos de una cinta, se debe grabar una nueva con la nueva información.

Fig. 3.14. Cinta magnética DAT APOGEE

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CFGM SMR M1: Montaje y mantenimiento de equipos Tema 3: Dispositivos de almacenamiento de un equipo informático Su uso más frecuente es hacer copias de respaldo o backups. Entre los inconvenientes se encuentran la necesidad de software especial para hacer las copias y s tremenda lentitud a la hora de leer y escribir. La mayoría de las unidades de cinta utilizan interfaces SCSI. Tipo Transferencia Capacidad DLT 6 MB/s 80 GB* Travan 2 MB/s 3 GB* DAT 2,2 MB/s 24 GB* 8 mm 6 MB/s 25 GB * Capacidad máxima de datos comprimidos

3.3 Memoria FLASH La memoria flash o flash RAM son dispositivos que no tiene partes móviles (dispositivos en estado sólido) que leen y escriben datos eléctricamente en lugar de magnéticamente. Tienen la propiedad de conservar los datos cuando se apaga el dispositivo que las usa. Son pequeñas, prácticas y resistentes a los golpes. La memoria FLASH es una forma evolucionada de la memoria EEPROM que permite que múltiples posiciones de memoria sean escritas o borradas en una misma operación mediante impulsos eléctricos, frente a las anteriores que sólo permite escribir o borrar una única celda de la memoria cada vez. Esto permite a las memorias FLASH funcionar a velocidades muy superiores cuando los sistemas utilizan lectura y escritura en diferentes puntos de la memoria simultáneamente. Según el formato de memoria FLASH, éstas ofrecen una tasa de transferencia entre 7 y 30 MB/s y cada vez mayor capacidad de almacenamiento. Son ideales como medio de almacenamiento de cámaras digitales, PDAs, etc. 3.3.1 Compact Flash II (CF-II) Formato desarrollado por la compañía Sandisk, y que es una evolución del CF-I, del que se diferencia por su mayor grosor. Sus dimensiones son 43x36x5,5mm. Existe compatibilidad hacia atrás, es decir, un dispositivo que lector de tarjetas CF-II también podrá leer tarjetas CF-I, pero no al revés. 3.3.2 SmartMedia Es un formato creado por Toshiba en 1995 que permitió a otras compañias como Samsung o Kingston. Sus dimensiones son 45x37x0,76mm.

3.3.3 Memory Stick Es una creación de Sony de 1998 destinada para sus cámaras digitales, PDAs y reproductores de música digital. Sony ha licenciado su fabricación a otras compañías pero su ámbito está muy restringido a la fotografía digital. Sus dimensiones son 50x21,5x2,8mm. Tienen capacidad de hasta 1GB, pero más caras que las anteriores.

Fig. 3.15. Diferentes tarjetas Memory Stick de Sony 3.3.4 Multi Media Card (MMC) Es un desarrollo conjunto de Sandisk y Siemens. Sus dimensiones son 32x24x1,5mm. Es un formato muy utilizado por teléfonos móviles, PDAs y reproductores de MP3. son muy ligeras y pequeas, pero poco resistentes a los malos tratos. 3.3.5 Secure Digital (SD) Es un formato basado en el MMC, al que añade algunas características interesantes, como son el sistema de protección de copia basado en técnicas de encriptación que permite proteger la información almacenada en una tarjeta SD, así como protección de datos contra el borrado accidental. Es quizás el formato más popular en la actualidad y sus medidas son 32x24x2,1mm. Es compatible hacia atrás con el formato MMC.

Fig. 3.16. Tarjeta SD de 2GB insertada en un reproductor

Sansa Blue de Sandisk

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El Mini Secure Digital o miniSD es una versión de SD con unas dimensiones más reducidas, apto para su uso en dispositivos de reducido tamaño como los teléfonos móviles. Existen adaptadores que permiten a las tarjetas de este tamaño ser leídas por lectores SD. Sus dimensiones son 21,5x20x1,4mm.

Al conectarlos, el ordenador detecta automáticamente un nuevo dispositivo de almacenamiento. No necesita drivers para Windows, excepto si se dispone de un 98. Tienen una capacidad de hasta 2GB, siendo el dispositivo más utilizado en la actualidad. Aunque opcionalmente pueden contar con otros elementos, estos dispositivos cuentan con los siguientes componentes:

3.3.6 XD Picture Card (xD)

Es un formato aparecido en 2002 de la mano de Olympus, Fujifilm y Toshiba destinado al mercado de la fotografía digital. Sus dimensiones son 20x25x1,7mm.

• Conector USB tipo A macho. Permite conectar al ordenador.

• Controlador USB de almacenamiento.

Implementa el controlador USB y cuenta con un microprocesador RISC.

3.3.7 Dispositivos USB No es un formato de tarjeta de memoria sino que es una memoria flash que se conecta directamente al ordenador a través de un puerto USB. Aportan la comodidad de no necesidad de necesitar un dispositivo lector como ocurre en los casos anteriores. Se les conoce como lápiz USB, llave USB o PenDrive (primera empresa que fabricó este tipo de dispositivos).

• Chip de memoria FLASH. Almacena datos.

• Cristal oscilador. Produce la señal de reloj

principal del dispositivo a 12 MHz. Entre las opciones posibles, los hay que incluyen un reproductor de música (MP3) e incluso receptor de radio, además de poder presentar multitud de formas diferentes.

Fig. 3.17. PenDrive de 2GB Estas memorias cumplen la especificación USB 2.0, lo que permite alcanzar velocidades de lectura/escritura de hasta 480 Mbps teóricos, aunque en la práctica como mucho alcanzan unos 20 MB/s, o lo que es lo mismo 160 Mbps.

Fig. 3.18. Gafas con un reproductor de MP3 integrado en la montura y 512MB de capacidad