SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO DISCOS DUROS -
DISCOS DUROS 1. Basados en un plato giratorio revestido con una superficie magnética 2. Utilizan una cabeza móvil de lectura/escritura para acceder al disco
DISCOS DUROS 1. Memoria Secundaria del ordenador 2. Son un tipo de disco magnético 3. Almacenamiento no volátil
Diferencias con la memoria primaria (RAM, DRAM, ) 1. Al ser magnéticos, los discos son no volátiles 2. Poseen mayor capacidad de almacenamiento 3. Son más lentos: el uso de componentes mecánicos para la lectura /escritura conlleva un tiempo de acceso superior 4. Tienen un precio inferior
COMPONENTES BÁSICOS 1. Platos 2. Cabezales 3. Eje 4. Actuador
Platos 1. Elaborados de cerámica, aluminio o compuestos de vidrio finamente pulidos y posteriormente revestidos por ambos lados con una capa de una aleación metálica. 2. Están unidos a un eje y a un motor, que es el que los hace girar a una velocidad constante (rpm, revoluciones por minuto). 3. Cada uno consta de dos caras que se usan para el almacenamiento de los datos.
Cabezas 1. Encargadas de leer y escribir los datos. 2. Una cabeza a cada lado del disco ó Discos de alto rendimiento (2 o más cabezas sobre cada superficie ) 3. Nunca llegan a tocar la superficie del disco mientras éste gira, flotan sobre una capa de aire extremadamente delgada. 4. Su funcionamiento consiste en una bobina de hilo que se acciona según el campo magnético que detecte sobre el soporte magnético, produciendo una pequeña corriente que es a su vez detectada y amplificada por la electrónica de la unidad de disco.
Eje Es el soporte sobre el que están montados los discos. Cuando los discos giren, lo harán alrededor de él. Actuador Motor que mueve la estructura que contiene las cabezas entre el centro y el borde externo del disco. Para mover las cabezas sobre el disco, el actuador utiliza la fuerza de un electro-magneto empujado contra magnetos fijos, como todas las cabezas están unidas a un mismo rotor, éstas se mueven al unísono.
FORMATO DE DISCO Siempre se aplican 2 tipos de formato al disco: Formato físico realizado por el fabricante Formato lógico
Formato físico Divide los platos del disco duro en unos elementos físicos básicos: 1. Pistas 2. Sectores 3. Cilindros 4. Clústers
Pistas 1. Cada uno de los círculos concéntricos en los que se divide id un plato. Cada pista queda identificada d por un número: pista cero la que se encuentra en el borde exterior. 2. La cabeza se mueve desde la pista cero hasta la más interna.
Sector 1. Cada una de las divisiones de una pista 2. Unidad mínima de almacenamiento de un archivo en un disco. 3. La mayor parte de los discos utilizan sectores de 512 bytes, aunque en algunos se permite especificar el tamaño de los sectores. 4. Cada pista se divide en un número variable de sectores, cuanto mayor sea la pista, mayor será el número de sectores. 5. Numeración utilizada en las pistas: el primer sector será el número 1.
Cilindro 1. Conjunto de pistas situadas a la misma distancia del eje central en ambos lados de cada plato. 2. Para visualizarlo l - imaginar i cada una de estas pistas conectadas verticalmente, de esta forma obtendrá el dibujo de un cilindro.
Clúster 1. Unidad mínima de almacenamiento de un archivo en un disco, y está formada por uno o varios sectores contiguos del mismo. 2. El espacio real ocupado por un archivo en un disco siempre será múltiplo del tamaño del clúster. 3. Cada clúster puede almacenar datos de un solo archivo, sin embargo, un archivo puede ocupar varios clúster (no necesariamente contiguos). 4. Muy importante escoger el tamaño adecuado del clúster, una mala elección implicará el desaprovechamiento del espacio del disco.
Formato Lógico - Sistema de archivos en función del SO - Particiones 1. Windows: FAT, FAT16, FAT32, NTFS, EFS 2. Linux: ext2, ext3, ext4, JFS, ReiserFS, XFS 3. Mac: HFS, HFS+ 4. Solaris: UFS, ZFS
FUNCIONAMIENTO Como se lee/escribe un dato en el disco? Pi Primera Etapa - Búsqueda Se posiciona el brazo sobre la pista adecuada Segunda Etapa - Posicionamiento El sector deseado se coloca bajo la cabeza de lectura/escritura Tercera Etapa Lectura/Escritura Se lee/escribe, se realiza la transferencia entre la memoria y el disco
CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES Existen 2 tipos de propiedades que determinan la calidad de un disco duro: 1. Propiedades estáticas 2. Propiedades dinámicas
Propiedades Estáticas Pi Principales i propiedades idd estáticas de un disco duro son: 1. Capacidad 2. Densidad 3. Fiabilidad 4. Coste
Capacidad La capacidad de almacenamiento hace referencia a la cantidad de datos que se pueden llegar a almacenar en el disco. Cuanta mayor capacidad, mayor será el número de datos que se pueden grabar.
Densidad La densidad de almacenamiento es el número de bits que se pueden llegar a almacenar por pulgada cuadrada (bits/unidad de superficie).
Fiabilidad Coste Para poder calibrar la fiabilidad de un disco duro, se deben tener en cuenta aspectos como: tiempo medio entre fallos, seguridad ante fallos, fiabilidad de los componentes físicos del disco, etc. El coste de los discos duros ha disminuido a lo largo de los años, tal y como se puede apreciar en la gráfica, se ha pasado de los más de 100$ que costaba en 1980 un MB a los casi 0.001$ que valía en 2004. Esto ha podido ocurrir gracias a la elevada oferta de estos productos, así como a los avances en la tecnología en este campo: aumento de la densidad, etc.
Propiedades Dinámicas Las principales propiedades dinámicas de un disco son: 1. Latencia rotacional 2. Tiempo de acceso 3. Tiempo de transferencia 4. Tiempo del controlador
Tiempo de búsqueda: es el tiempo que tarda el disco en desplazar el brazo desde la posición actual hasta la pista deseada. Latencia rotacional: una vez en la pista correcta, es el tiempo que tarda en posicionarse el sector deseado bajo la cabeza de lectura/escritura.
Tiempo de acceso: es el tiempo que tarda el disco en posicionar el cabezal sobre el sector deseado, es decir, es la suma de los tiempos anteriores: tiempo de búsqueda y latencia rotacional. Tiempo de transferencia: es el tiempo que tarda en transferir un bloque de bits, normalmente un sector. Ti d l t l d l l l d Tiempo del controlador: es el gasto que el controlador impone al realizar un acceso de entrada/salida.
TIPOS En función del tipo de interfaz de conexión los discos duros se pueden clasificar como: 1. ATA/IDE/ATAPI 2. SATA 3. SCASI
ATA / IDE / ATAPI ATA (Advanced Technology Attachment): interfaz estándar it t l d d di ti t permite conectar al ordenador distintos periféricos de almacenamiento
ATA / IDE / ATAPI ATA más conocido como IDE o IDE Mejorado (EIDE o E-IDE) ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) permite conectar otros periféricos de almacenamiento como unidades de CD-ROM, de DVD- ROM, etc.
ATA / IDE / ATAPI Diversas versiones del estándar ATA. - Características
SATA Estándar Serial ATA (SATA o S-ATA) bus estándar que permite conectar dispositivos de alta velocidad a equipos Compensa las limitaciones del otro estándar (ATA) que utiliza un modo de transmisión paralelo
SATA Mejora con respecto a ATA/IDE Mientras se accede a un dispositivo, el otro dispositivo del mismo conector IDE no se puede usar SATA puede usar 2 dispositivos por canal Basado en una comunicación en serie. Se utiliza una ruta de datos para transmitir los datos y otra ruta para transmitir las confirmaciones de recepción.
SCASI SCSI (Small Computers System Interface - Sistema de Interfaz para Pequeñas Computadoras) Interfaz estándar para la transferencia de datos entre distintos dispositivos del bus del ordenador
SCASI Máximo número de dispositivos a conectar 7 disp. (bus 8 bits) 15 disp. (bus 16 bits) Bus multi-maestro que puede conectar diferentes periféricos, tanto internos (discos duros, ) como externos (impresoras, escáner, ) Todos los periféricos conectados al bus se Todos los periféricos conectados al bus se comunican entre sí y con el pc a través de una tarjeta de expansión especial, comúnmente conocida como adaptador Host o tarjeta controladora SCASI
SCASI S l i + profesional > rendimiento - Se suele usar en equipos de altas prestaciones. - Llega a proporcionar velocidades de transferencia de hasta 640 MB/s. A partir del 2003 - Surge SAS o Serial Attached SCSI (Interfaz de transferencia de datos en serie, sucesora del SCSI paralelo, aunque aún así sigue utilizando comandos SCSI para interaccionar con los dispositivos SAS) - Aumenta la velocidad d y permite la conexión y desconexión en caliente
SCASI Cuadro resumen estándares SCSI:
HISTORIA Y AVANCES EN LA TECNOLOGÍA IBM 305 RAMAC 1. Primer ordenador comercial que utilizó disco duro de cabeza móvil, o unidad de disco magnético, como almacenamiento secundario 2. Pesaba una tonelada 3. Surgió por la necesidad de sustituir el fichero de tarjetas perforadas utilizado por la mayoría de las oficinas de la época 4. El sistema de disco utilizado, IBM 350, era capaz de almacenar hasta 5 mega caracteres de 7 bits en 50 platos de 24 pulgadas cada uno
Evolución de los discos duros Gran avance del IBM 350 Tiempo requerido para acceder a un dato no depende de la ubicación física del mismo. Dos brazos independientes se desplazaban verticalmente t para seleccionar un disco y horizontalmente para seleccionar una pista de grabación, todo por control de servomecanismos En las cintas, para encontrar una información dada, era necesario enrollar y desenrollar los carretes hasta encontrar el dato buscado, en estos discos,
Evolución de los discos duros En la década de los 90 Crecimiento capacidad de los discos duros: hasta un 60% anual. Descubrimientos de Albert Fert y Peter Grunberg (magneto-resistencia gigante) Permitió construir cabezales de lectura y grabación más sensitivos, y compactar más los bits en la superficie del disco duro, (aumentó la densidad del disco)
Evolución de los discos duros Nueva generación de discos duros utiliza tecnología de grabación perpendicular (PMR), lo que permite una mayor densidad de almacenamiento. Actualmente Discos que hacen un uso más eficiente de la energía y se conocen como Ecológicos (GP Green Power). Unidades de estado sólido (SSD Solid State Drive). Utilizan memoria no volátil tipo flash, lo que la hace más veloz que un disco duro convencional, puesto que se elimina la parte mecánica del disco