Hardware de Procesamiento de Datos (II)

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1 Hardware de Procesamiento de Datos (II) Parte 3: Periféricos de entrada y salida 1. Periféricos de entrada/salida Los periféricos de entrada-salida son componentes hardware que sirven para conectar la unidad principal de la computadora con el mundo exterior : pueden leer la información que genera la computadora (periféricos de salida), introducir datos en él para ser procesados (periféricos de entrada) o ambas cosas (periféricos de entrada-salida). Por lo tanto. Cuantos más periféricos tenga la computadora, mayor cantidad de prestaciones podrá ofrecer. Periféricos de entrada o Teclado o Ratón o Mouse o Lápiz óptico o Pantallas sensibles al tacto o Escáner o Micrófono Periféricos de salida o Monitor o Impresora o Parlantes Periféricos de entrada-salida o Módem 2. Periféricos de entrada 2.1. Teclado PC con varios periféricos de E/S habituales: Escáner, monitor, teclado, ratón, micrófono, parlantes, impresora y cámara digital(webcam). Es el principal dispositivo de entrada para introducir texto y números. Un teclado estándar incluye aproximadamente 100 teclas; cada tecla envía una señal diferente a la CPU. Distribución de teclas en el teclado estándar Los teclados para computadoras personales, se presentan en distintos modelos, pudiendo variar en tamaño, forma y apariencia, pero en la mayoría de los ellos, las teclas están distribuidas en una forma casi idéntica. La distribución de teclas más común usada en la actualidad se denomina QWERTY (se pronuncia QUER-ti) porque las seis primeras letras de la hilera superior de letras son Q, W, E, R, T y Y. Se comercializa también otra distribución que buscar mayor eficiencia al acelerar el número de pulsaciones por minuto, es el teclado llamado DVORAK. No es muy utilizado debido al fuerte arraigo del teclado QWERTY que proviene de las primeras máquinas de escribir. Cómo acepta la computadora información del teclado? Al presionar una tecla, un pequeño chip dentro de la computadora o el teclado, llamado controlador del teclado, detecta que una tecla ha sido presionada e inicia una serie de Licenciatura en Sistemas de Información FACENA-UNNE Pág. 1

2 eventos en cadena que coloca el código del carácter en la memoria temporal del teclado, denominado, memoria temporal del teclado o buffer. El controlador de teclado envía una solicitud de interrupción a la CPU, cuando reconoce la presión de una tecla El ratón o mouse Es un periférico de entrada prácticamente obligatorio cuando se trabaja en entornos gráficos como, por ejemplo, el sistema operativo Windows. Es un dispositivo para señalar, que permite controlar la posición del cursor en la pantalla de manera rápida y sencilla sin necesidad de utilizar el teclado. Un ratón, también permite crear elementos gráficos en la pantalla, como por ejemplo, líneas, curvas y dibujo a mano alzada, manipular iconos y acceder más fácilmente al uso de menús y cajas de mensajes. Aunque hay distintos tipo de ratones, todos ellos disponen de botones para ejecutar determinadas operaciones. Usar el ratón involucra tres técnicas: hacer 1 clic (selección del objeto) hacer doble clic (ejecuta el programa representado por el icono) arrastrar (edición de arrastrar y soltar) Hacer clic con el botón derecho del mouse abre el menú contextual que contiene comandos y acciones apropiadas para el objeto que está señalado. Tipo de ratones: Mecánico, Óptico, TrackBall, Trackpad 2.3. Lápiz óptico Un lápiz electrónico permite al usuario escribir directamente en la pantalla de esta computadora basada en esta técnica (como algunas computadoras de mano o handhelds), o utilizar el lápiz como un dispositivo para señalar, como un ratón, y seleccionar comandos Pantallas sensibles al tacto Las pantallas sensibles al tacto trabajan mediante la presentación de un menú de opciones para escoger, el hardware detecta la posición del dedo en la pantalla. Las pantallas sensibles al tacto son apropiadas en ambientes donde la tierra o el clima hacen imposible el uso de teclados y dispositivos para señalar, y donde una interfaz sencilla e intuitiva es importante. Ej. Ambientes industriales. No son apropiadas para ingresar gran cantidad de información, son mejores en aplicaciones sencillas como cajeros automáticos o centros de información pública Licenciatura en Sistemas de Información FACENA-UNNE Pág. 2

3 2.5. Detectores de código de barras Son dispositivos que convierten un patrón de barras impresas en los productos a un número de producto, mediante una emisión de un rayo de luz, generalmente un láser, que se refleja en la imagen del código de barra. Un detector sensible a la luz identifica la imagen del código de barra por medio de las barras especiales en los dos extremos de la imagen. Una vez identificado el código de barras, convierte los patrones de barras individuales en números digitales. Las barras especiales en ambos extremos de la imagen son diferentes para que el lector pueda saber si el código de barras se leyó al derecho o al revés. Elementos de un lector de códigos de marca Lector estacionario unidimensional 2.6. Escáner o digitalizadores de imágenes Los digitalizadores de imágenes (scanners), convierten cualquier imagen en formas electrónicas al reflejar luz en la imagen y detectar la intensidad del reflejo en cada punto. Escáner de mano Escáner de mesa OCR (Optical Character Recognition) Reconocimiento óptico de Caracteres Cuando se digitaliza una imagen, esta es guardada en la memoria de la computadora como un archivo tipo mapa de bits (bitmap) o una malla de puntos, cada uno representado por uno o más bits. El objetivo del software de OCR es traducir esta matriz de puntos a texto que puede ser interpretado por la computadora como letras y números, e interpretarse e incluirse en cualquier procesador de textos. Para traducir archivos de mapas de bits a texto, el OCR es un programa que lee esas imágenes digitales y busca conjuntos de puntos que se asemejen a letras, a caracteres. El procedimiento de conversión es el siguiente: Papel Con el texto Periférico Scanner Imagen del texto Programa OCR Fichero de texto (ASCII) Licenciatura en Sistemas de Información FACENA-UNNE Pág. 3

4 2.7. Tabletas Digitalizadoras Es un dispositivo de entrada que permite digitalizar figuras y gráficos vectoriales. Una tableta consta de una superficie que contiene cientos de líneas de cobre que forma una rejilla. Esta rejilla esta conectada a una computadora. Cada una de las líneas de cobre recibe pulsos eléctricos. Se utiliza un lápiz especial o trazador conectado a la tableta que es sensible a los pulsos para trazar los dibujos. Una de las capacidades principales de este dispositivo es que permite colocar un dibujo encima de la tarjeta y registrar los movimientos del lápiz, posibilitando una especie de calcado del dibujo. 2.. Sistema de captura de información hablada Se utiliza un micrófono que transforma el lenguaje humano en señales eléctricas, los patrones de señales se transmiten al procesador donde se comparan con un diccionario de patrones que se almacenan previamente. Cuando se encuentra una correspondencia razonable la palabra se "reconoce" y la computadora produce la salida apropiada. La mayor parte de los sistemas son dependientes del hablante, es decir, para que una persona pueda utilizarlo debe adiestrar a la computadora para que reconozca su patrón de voz específico. Ejemplo de aplicación Via Voice de IBM. 3. Dispositivos de salida Actualmente los tipos de salida más utilizados son: Monitores Impresoras Tarjetas de sonidos (parlantes) 3.1. Monitores El monitor es el periférico de salida más importante porque sobre él se muestran todos los datos que se necesitan para trabajar. Para que el monitor funcione correctamente se necesita una placa de video que hace de intermediario entre la computadora y el monitor. Estos dos componentes determinan la calidad de la imagen. Se utilizan dos tipos básicos de monitores: Monitor CRT (Tubo de Rayos Catódicos) Monitor LCD (Pantalla de Cristal Líquido Liquid Cristal Display) Monitor CRT La pantalla del monitor está formada por una serie de puntos, cada uno de ellos denominado píxel, que en su conjunto son los que permiten formar las imágenes. En los monitores monocromos cada punto puede tomar una intensidad de luz, sin embargo, en los monitores color cada píxel de pantalla está formado por tres puntos más pequeños: uno para la intensidad del color rojo, otro para el verde y otro para el azul. De esta manera, combinando los tres colores se puede formar cualquier color con bastante precisión. Esta técnica de composición de colores se denomina RGB (Red-Green-Blue). Internamente, el monitor contiene un tubo de cristal que en su parte final tiene forma abombada o cilíndrica que conforma la pantalla. Del lado contrario, la pantalla tiene una cubierta de fósforo, que es lo que provocará que los puntos brillen con una determinada intensidad. En la parte trasera del monitor, el tubo es más estrecho y aloja uno o tres Licenciatura en Sistemas de Información FACENA-UNNE Pág. 4

5 cañones de electrones que lanzan un haz de electrones sobre la pantalla para excitar el fósforo y hacer que éste emita luz. En función de las señales recibidas desde la CPU, los haces de electrones realizan una exploración o barrido de la pantalla, de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo, haciendo brillar el fósforo. Este brillo perdura por muy poco tiempo por lo que el haz de electrones debe hacer rápidamente barridos de pantallas para mantener la imagen Monitor LCD Una pantalla de cristal líquido o LCD (acrónimo del inglés Liquid Crystal Display) es una pantalla delgada y plana formada por un número de píxeles en color o monocromos colocados delante de una fuente de luz o reflectora. El LCD o cristal líquido, no emite luz, por lo que no existe contraste suficiente entre las imágenes y su fondo para que sean legibles bajo cualquier condición. En algunos casos se ilumina por atrás la pantalla, de modo que se pueda leer más fácilmente, pero la pantalla requiere de energía adicional Controlador o placa de video Es el dispositivo encargado de transmitir al monitor la información gráfica que debe presentar en la pantalla. Realiza dos operaciones: - Interpreta los datos que le llegan del procesador, ordenándolos y calculando para poder presentarlos en la pantalla en forma de un rectángulo compuesto de puntos individuales de diferentes colores (pixels). - Toma la salida de datos digitales resultante de ese proceso y la transforma en una señal analógica que pueda entender el monitor Impresoras De acuerdo a la tecnología de impresión, tres tipos más comunes de impresoras son: Matriz de puntos Láser Inyección de tinta Impresora Matriz de puntos Una impresora de matriz de puntos crea imágenes con una cabeza de impresión que recorre cada línea, imprimiendo una serie de patrones de puntos. Las agujas de una impresora de matriz de puntos están acomodadas en una columna en la cabeza de impresión. En comparación con las impresoras láser y de inyección de tinta: Son ruidosas. Producen generalmente una impresión de más baja calidad Son mucho las más baratas, en términos de costo inicial y costo de operación. Siguen siendo útiles para determinados trabajos. Proporcionan múltiples copias, utilizadas con formas múltiples como cheques, formas de embarque y facturas, porque dependen del impacto para transferir los caracteres impresos de una copia a otra. Licenciatura en Sistemas de Información FACENA-UNNE Pág. 5

6 Impresoras láser Las impresoras láser, se caracterizan por contener un láser en el interior de estas máquinas. Generalmente, tiene su propio microprocesador para realizar operaciones más complejas. Del mismo modo que el cañón de electrones puede seleccionar cualquier pixel en un motor gráfico, el láser en una impresora puede seleccionar cualquier punto en un tambor y crear una carga eléctrica. El tóner, compuesto de pequeñas partículas de tinta con cargas eléctricas opuestas, se adhiere al tambor en los lugares que fueron cargados eléctricamente por el láser. Luego, con presión y calor, se transfiere el tóner del tambor al papel. Las impresoras láser, tienen una memoria especial para guardar las imágenes que imprime. Son más caras. Son más rápidas y muy silenciosas. La velocidad de impresión se mide por número de páginas por minutos. La calidad de impresión es mayor. La resolución de las impresoras láser se mide en puntos por pulgada (dots per inch DPI) Impresoras de inyección de tinta La cabeza de impresión de una impresora de inyección de tinta contiene hasta 64 pequeñas boquillas. A medida que la cabeza de impresión recorre horizontalmente el papel, cada boquilla inyecta finas ráfagas de tinta de secado rápido. La calidad de impresión es bastante alta y proveen una buena resolución de impresión. Son silenciosas y convenientes, pero no son muy rápidas Graficadores Los plotters están diseñados para producir grandes dibujos o imágenes, como planos de construcción para edificios o heliográficas de objetos mecánicos, entre otros ejemplos. Emplea un brazo de robot para dibujar, con plumas de colores, sobre papel de tamaño grande. En algunas impresoras gráficas, el brazo recoge cada pluma en forma individual. Las instrucciones que recibe un graficador de una computadora consisten de un color y las coordenadas del principio y del fin de una línea Tarjetas de sonidos, parlantes y micrófonos Son usados para ingresar o dar salida de sonido o música de cierta complejidad. El tratamiento digital del sonido comenzó con los Compac Disk CD. La tarjeta de sonido provee las entradas o salidas de los distintos dispositivos relacionados con el sonido (micrófono, parlantes, instrumentos MIDI, etc,), tal como se ve en la imagen. 4. Dispositivos de entrada-salida 4.1. El módem El teléfono convierte la voz en una onda sonora que es una señal analógica (varían en forma continua a través del tiempo). Sin embargo la computadora sólo puede enviar y recibir señales digitales, que consisten en ceros y unos. El trabajo del MODEM es convertir estas cadenas digitales en frecuencias electromagnéticas que el teléfono pueda transmitir. Licenciatura en Sistemas de Información FACENA-UNNE Pág. 6

7 Parte 4: Dispositivos de almacenamiento secundario 1. Introducción El propósito de los dispositivos de almacenamiento es el almacenamiento y recuperación de la información de forma automática y eficiente. El almacenamiento se relaciona con dos procesos: Escritura o grabación de datos para que más tarde se puedan recuperar y utilizar. Lectura de datos almacenados para luego transferirlos a la memoria de la computadora. Los materiales físicos en donde se almacenan los datos se conocen como medios o soporte de almacenamiento. Los componentes del hardware que escriben en los medios de almacenamiento o leen datos de ellos se conocen como dispositivos de almacenamiento. Por ejemplo, un disquete ó un CD son medios o soportes de almacenamientos, una unidad de disquete o unidad de CD son dispositivos, que realizan la lectura o escritura en esos soportes. 2. Tipos de Dispositivos Las dos principales categorías de tecnologías de almacenamiento que se utilizan en la actualidad son el almacenamiento magnético y el almacenamiento óptico. A pesar de que la mayoría de los dispositivos y medios de almacenamiento emplean una tecnología ó la otra, algunos utilizan ambas. Una tercera categoría de almacenamiento (almacenamiento de estado sólido) se utiliza con frecuencia para almacenamiento de datos y es muy común en cámaras digitales y reproductores de medios (mp3, mp4..). En función de la tecnología utilizada para el almacenamiento se clasifican en: Dispositivos magnéticos - Disco magnético (discos rígidos, disquetes, Zip, Jaz) - Cinta magnética Dispositivos ópticos: - Disco compacto (CD) - Disco digital versátil (DVD) Dispositivos de almacenamiento electrónico ó de estado sólido - Discos duros - Tarjetas para cámaras digitales, reproductores de audio y video, pen-drive A continuación se muestran imágenes de los distintos soportes. disquetes disco rígido Unidad zip Unidad jaz Cinta magnética Licenciatura en Sistemas de Información FACENA-UNNE Pág. 7

8 CD-ROM DVD MO-Mini disc disco duro Pen drive Memoria flash 2.1. Dispositivos de almacenamiento magnético Debido a que todos ellos utilizan el mismo medio (el material donde se almacenan los datos), las unidades de disquete, las de disco duro, las de discos flexibles de alta capacidad y las de cinta magnética utilizan técnicas similares para leer y escribir datos. Como funcionan los dispositivos Magnéticos Los dispositivos de almacenamiento magnético utilizan el mismo principio para almacenar información. Así como un transistor puede representar la información binaria como "apagado" o "encendido", la orientación del campo magnético puede ser utilizada para representar datos. El imán tiene una ventaja importante sobre el transistor: mantiene su polaridad sin una fuente continua de electricidad. Para que la información pueda ser almacenada, las superficies de los discos y cintas magnéticas están cubiertas con millones de diminutas partículas de hierro. Cada una de estas partículas puede actuar como un imán, adquiriendo un campo magnético cuando se somete a un electroimán. La información se escribe en el medio de la siguiente forma: las cabezas de lectura/escritura de una unidad de disco o de cinta contienen electroimanes que cargan las partículas de hierro en el medio de almacenamiento cuando éste pasa por la cabeza. Las cabezas de lectura/escritura graban cadenas de 1 y 0 cuando se alterna la dirección de la corriente en los electroimanes. Para leer la información de una superficie magnética, el proceso se invierte. Las cabezas de lectura/escritura pasan sobre el disco o la cinta sin flujo de corriente en el electroimán. Debido a que el medio de almacenamiento tiene una carga magnética pero la cabeza no, el medio de almacenamiento carga al imán en la cabeza, lo que causa el flujo de una pequeña corriente a través de la bobina en una u otra dirección, dependiendo de la polaridad de las partículas. La unidad de almacenamiento percibe la dirección del flujo cuando el medio de almacenamiento pasa por la cabeza y los datos se envían de la cabeza de lectura/escritura a la memoria. Licenciatura en Sistemas de Información FACENA-UNNE Pág.

9 Introducción a la Informática 2009 Si bien existen varios soportes magnéticos que se utilizan aún, como el disquete, los discos zip y jaz, describiremos las características del disco rígido dado que es el principal dispositivo de almacenamiento para todas las computadoras Discos Rígidos a) Características físicas Un disco duro incluye uno o más platos montados en un eje central. Cada plato está cubierto por una capa magnética y la unidad entera está encerrada en un compartimiento sellado. Los discos rígidos más pequeños que se ofrecen en la actualidad pueden almacenar más de 160 GB, los más grandes almacenan 300 GB o más. Las capacidades mínimas cambian constantemente. Los discos rígidos de la mayoría de las PC giran con una velocidad de 3.600, ó revoluciones por minuto (rpm). Los discos de alto desempeño pueden girar a rpm. La velocidad con la que giran los discos es un factor importante en el desempeño general de la unidad. Los discos rígidos están compuestos por partes mecánicas y partes electrónicas. b) Estructura interna Los discos rígidos se componen internamente por las siguientes partes: 1. Uno o varios platos 2. El eje y el motor 3. Cabezales de lectura y escritura 4. El brazo actuador o posicionador de las cabezas. 5. Los circuitos electrónicos de control Licenciatura en Sistemas de Información FACENA-UNNE Pág. 9

10 1. Los platos El disco rígido está compuesto por uno o varios platos en los cuales se almacena la información. Estos platos metálicos están apilados unos sobre otros, con separaciones muy pequeñas entre sí. Los platos pueden ser de metal (aluminio en la mayoría de los casos), plástico o vidrio y están cubiertos a ambos lados con un finísimo polvillo de óxido de hierro, o una película fina de metal, siendo ambas sustancias magnéticas. 2. El eje y el motor Los platos están unidos a un eje central, el cual esta unido a un motor. Este motor hace girar el eje junto con los platos a una velocidad de más revoluciones por minuto. Esto se conoce como velocidad de rotación del disco. 3. Cabezales de lectura y escritura La cabeza de un disco es un dispositivo electromagnético capaz de leer, escribir y borrar datos en medios magnéticos. Los cabezales de lectura y escritura se posicionan a ambos lados de cada plato y si hay más de un plato, se ubican en el espacio que hay entre éstos, accediendo de esta manera a ambas superficies de los mismos: la superior y la inferior. Esto significa que la cantidad de cabezales que componen un disco rígido será el doble que la cantidad de platos. 4. El brazo posicionador de las cabezas Todos los cabezales van conectados a un brazo mecánico, conocido como brazo actuador o posicionador de las cabezas. Los cabezales de los discos no pueden posicionarse independientemente, sino que se desplazan en conjunto en forma sincronizada, aunque sólo uno de ellos puede entrar en acción por vez. El brazo posicionador es el encargado de trasladar los brazos a la pista deseada. Los cabezales de lectura y escritura no se tocan con la superficie de los platos cuando éstos giran, debido a que si esto sucede a las velocidades de la rotación de los mismos se producirán daños irreparables en la superficie del mismo. Debido a la alta velocidad de rotación de los platos, las corrientes de aire generadas hacen que el cabezal levante vuelo y se mantenga a una altura constante mientras sigan girando los platos. El fenómeno descrito anteriormente, recibe el nombre de efecto Bernoulli, en honor al físico suizo del mismo nombre, por sus trabajos de investigación de los efectos de las corrientes de aire. La carcaza que esconde la estructura interna de los discos está cerrada herméticamente para evitar el contacto con elementos del ambiente, como el polvo, humo, etc. Dado que si llegara a ingresar cualquier partícula, por muy pequeña que sea, podría provocar el choque del cabezal con la superficie del disco provocando daños irreparables. c) Organización de los datos en un disco magnético El disco es un medio de almacenamiento directo o aleatorio, esto quiere decir, que es capaz de acceder a la información solicitada sin tener que recorrer todo el disco, para ello el disco utiliza una arquitectura particular que describimos a continuación: Cada plato en divide en pistas (círculos concéntricos), también llamados cilindros (cuando se trata de una pila de discos, el cilindro designa al conjunto de todas las pistas que están en la misma vertical del disco, es decir, las pistas que están a la misma distancia del eje de giro). La cantidad de pistas que concentren los platos dependerá de la densidad de pista Licenciatura en Sistemas de Información FACENA-UNNE Pág. 10

11 determinada por los procesos de fabricación. Las pistas se numeran desde o desde las más externas a las más internas. La densidad de pista es el parámetro técnico de los discos rígidos que indica la cantidad de pistas que se concentran en un espacio determinado, lo común son discos con tpi (tracks per inch) o ppp (pistas por pulgadas). Luego, las pistas se dividen a su vez en forma radial en sectores, como los pedazos de una torta. Los sectores almacenan físicamente los datos en el disco. Normalmente, cada sector almacena 512 bytes, excepto los discos de alto rendimiento que tienen sectores de 1024 bytes. Todos los sectores están numerados de manera tal que la computadora pueda acceder a cada área pequeña del disco utilizando un número único. Un sector es la unidad más pequeña con la que cualquier unidad de disco magnético puede trabajar. Una unidad puede leer o grabar solo sectores completos. Antes las pistas podían dividirse solamente en una misma cantidad de sectores por pista. Los discos actuales aprovechan mejor el espacio del disco, colocando más sectores en las pistas más externas. Las especificaciones técnicas en estos casos indican valores de, por ejemplo, 5 a 11, lo que significa que la pista más cercana al centro de los platos estará dividida en 5 sectores y la pista más cercana al borde en 11 sectores. Esta arquitectura complica bastante más los circuitos de control de la unidad, pero aprovecha toda la superficie. d) Mecanismo de acceso a los datos A través de las cabezas (una para cada lado de los platos), cilindros y sectores, se puede acceder a una zona concreta del disco. Por ejemplo, Cilindro 15, cara inferior del plato 2, sector 12, serviría para indicar el punto al que se quiere acceder. Ventajas Acceso directo Gran velocidad de acceso Gran capacidad de almacenamiento Confiables Desventajas Generalmente NO removibles Caros Delicados 2.2. Dispositivos de almacenamiento óptico Los dispositivos de almacenamiento ópticos se llaman así porque almacenan datos en una superficie reflectora de manera que puede leerlos un rayo de luz láser. Un láser utiliza un rayo de luz angosta y concentrada que se enfoca y dirige con lentes, prismas y espejos. A diferencia de los medios magnéticos donde cualquier punto en la superficie es físicamente igual a cualquier otro, aun cuando haya información en él, en los medios ópticos, la superficie está físicamente perforada para reflejar o dispersar la luz del láser. Licenciatura en Sistemas de Información FACENA-UNNE Pág. 11

12 Introducción a la Informática CD- ROM El CD-ROM es especialmente apropiado para muchas aplicaciones que incluyen grandes volúmenes de información que raramente cambia. Por ejemplo, diccionarios, enciclopedias, bibliotecas de referencia de medicina, de leyes u otras carreras, música, vídeo y paquetes de software comercial. Una unidad de CD-ROM lee los datos digitales (datos ó audio) de un disco que gira al enfocar un láser hacia la superficie del disco. Algunas áreas del disco reflejan la luz láser en un sensor y otras áreas dispersan la luz. Un reflejo del rayo láser en el sensor se interpreta como un 1 y la ausencia del reflejo se interpreta como 0. Los datos se ubican en un CD ROM en una espiral larga y continua. Los datos se almacenan en forma de zonas, es decir áreas planas sobre la superficie de metal y marcas, es decir, depresiones y huecos. Un disco compacto estándar puede almacenar 650 MB de información ó aproximadamente 70 minutos de audio. Una generación más nueva contiene 700 MB de datos y 0 minutos de audio. Comparadas con las unidades de disco duro, las unidades de CD-ROM son lentas. Al igual que los discos, en un CD-ROM la pista se divide en sectores pero estos sectores se despliegan de una forma diferente. Un CD-ROM sólo tiene una pista de forma espiral de unos 34 kms. de largo. En esta pista se graban los datos en bloques del mismo tamaño (sectores). La información se almacena gracias a un láser de gran potencia que desgasta la superficie de un CD virgen produciendo una serie de hendiduras que luego serán interpretadas por otro láser de menor intensidad, mirando el reflejo de este haz de luz. El disco de aluminio está recubierto por una capa de plástico, que evita que se raye la superficie de aluminio. Uno de los mayores problemas es que el polvo y la suciedad afecta negativamente el funcionamiento del láser y del resto de lentes. Ventajas Desventajas Acceso directo No reutilizables Gran capacidad No muy rápidos Baratos Poco fiables (sobre todo a largo plazo) Resistentes El polvo/suciedad afecta a las lentes DVD Disco de Video digital Un DVD-ROM es un medio de alta capacidad capaz de almacenar una película de larga duración en un solo disco del mismo tamaño que un CD. Para lograr esta gran capacidad el DVD-ROM utiliza ambos lados del disco, tecnologías especiales de compresión de datos y pistas muy pequeñas para almacenar los datos. Licenciatura en Sistemas de Información FACENA-UNNE Pág. 12

13 Algunos discos DVD-ROM utilizan capas de pistas de datos lo que duplica sus capacidades. El rayo láser del dispositivo es capaz de leer datos de la primera capa y luego mirar a través de ella para leer datos de la segunda capa. Debido a que cada lado de un disco DVD-ROM puede contener hasta 4,7 GB (7 veces más que un CD convencional), estos discos pueden contener hasta 9,4 GB. Los discos DVD de doble capa pueden contener hasta 17 GB Las marcas del DVD ocupan la mitad del espacio que ocupan los de un CD y la distancia entre las pistas también es mucho menor por lo que el DVD posee una densidad de datos de casi TPI (track per inch), tal como se ve en la siguiente figura Dispositivos de almacenamiento de estado sólido Los dispositivos de almacenamiento de estado sólido se distinguen entre los dispositivos de almacenamiento porque no utilizan discos ó cintas y no tienen partes movibles. El almacenamiento de estado sólido no es ni magnético ni óptico. Depende de circuitos integrados para almacenar los datos. En general, son no volátiles, esto quiere decir que no necesitan energía eléctrica para retener sus datos. El almacenamiento magnético u óptico estándar es menos costoso y más confiable que el estado sólido, sin embargo, éstos tienen una gran ventaja: la velocidad. No tienen partes movibles y pueden acceder a los datos más rápidamente Memoria flash La memoria flash es un tipo especial de chip de memoria que combina las ventajas de la RAM y la ROM. Al igual que la RAM, la memoria flash permite acceder a los datos de manera aleatoria, asimismo, permite sobrescribir cualquier parte o todo el contenido en cualquier momento. Igual que la ROM, la memoria es flash es no volátil, por lo que puede mantener los datos sin necesidad de provisión continua de energía eléctrica. La memoria flash tiene muchos usos. Se utiliza para el almacenamiento de las imágenes en una cámara digital, en los reproductores multimedia como el MP3 y MP4. Los pen-drive proveen la facilidad de transportar los datos de un equipo a otro. Se conectan a través del puerto USB ó Fire Wire de la computadora. 3. Medición del desempeño de los dispositivos de almacenamiento Un factor importante para medir el desempeño general de un sistema es la velocidad con la que operan las unidades de disco de la computadora. Las mediciones de desempeño generalmente se aplican a las unidades de discos rígidos pero puede aplicarse a otros dispositivos. Cuando se evalúa el desempeño de los dispositivos comunes de almacenamiento se necesita conocer dos medidas comunes: el tiempo promedio de acceso y el rango de transferencia de información Tiempo promedio de acceso El tiempo promedio de acceso de un dispositivo, es la cantidad de tiempo que le toma posicionar las cabezas de lectura / escritura en cualquier punto del medio de grabación. Licenciatura en Sistemas de Información FACENA-UNNE Pág. 13

14 El tiempo promedio de acceso es una medida importante del desempeño de dispositivos de almacenamiento y memoria. Por las características de sus componentes, en los dispositivos de almacenamiento el tiempo de acceso se mide en milisegundos (ms), ó milésimas de segundos. En los dispositivos de memoria, los tiempos de accesos se miden en nanosegundos (ns), ó mil millonésimas de un segundo. En una unidad de disco, el tiempo de acceso depende de a combinación de dos factores: la velocidad a la cual gira un disco (en RPM) y el tiempo que le toma mover las cabezas de una pista a la otra. El tiempo promedio de acceso para los discos duros puede variar ampliamente, pero la mayoría de las unidades funcionan a velocidades de 6 a 12 ms. Algunas unidades de alto rendimiento tienen un tiempo de acceso de 4 a 5 milisegundos. Para las unidades CD-ROM el tiempo de acceso tiende a ser muy lento comparado con los estándares de las unidades de disco duro, variando de 100 a 300 milisegundos. Las unidades de cinta magnética tienen el tiempo de acceso más largo que cualquier otro dispositivo, dependiendo del tipo de la unidad y formato que se utilice, las unidades de cinta pueden ocupar desde unos cuantos segundos hasta varios minutos para encontrar un fragmento específico de datos en la superficie de la cinta Velocidad promedio de transferencia de datos La otra estadística importante para medir el desempeño de la unidad es la velocidad a la cual se transfieren los datos, esto es, cuánto tarda en leer y escribir información. Las velocidades se expresan como una cantidad ó como una cantidad por unidad de tiempo. Cuando se mide la velocidad de transferencia de datos, la unidad de tiempo es siempre el segundo, pero las unidades de información pueden ser medidas en bytes, KB o MB. Al igual que el tiempo de acceso, las velocidades de transferencia de datos pueden variar mucho de un dispositivo a otro. Las velocidades de los discos duros suelen ser altas, desde 15 MBps para los sistemas hogareños hasta 0 MBps y superiores para las unidades más rápidas, diseñadas para servidores de alto desempeño. Los CD-ROM tienen un rango que va de 300 KBps hasta 900 KBps Interfaces para discos rígidos El tipo de controlador que usa la unidad es otro factor importante para determinar qué tan rápido puede leer y escribir información una unidad. Así como un monitor requiere de un controlador que actúe como interfaz entre la CPU de la computadora y la pantalla, también los sistemas de almacenamiento masivo necesitan un controlador que actúe como intermediario entre el disco y la CPU. Un controlador de disco conecta la unidad de disco con el bus de la computadora, actuando como una interfaz entre los dos y permitiendo que la unidad intercambie datos con otros dispositivos Actualmente la mayoría de las computadoras personales utiliza uno de estos estándares: EIDE (Enhanced IDE) y SCSI (Small Computer System Interface). Otros dos tipos de interfaz, Bus Serial Universal (USB) e IEEE 1394 ó Fire Wire, permiten conectar unidades de discos adicionales y otros dispositivos a la computadora. Licenciatura en Sistemas de Información FACENA-UNNE Pág. 14