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Dispositivos Actuales de Almacenamiento para las Computadoras Unidad 1, Actividad 2 Domínguez Palomares Julio Cesar 16 de febrero de 2014
Dispositivos Actuales de Almacenamiento para las Computadoras
Los dispositivos o unidades de almacenamiento de datos son componentes que leen o escriben datos en medios o soportes de almacenamiento, y juntos conforman la memoria o almacenamiento secundario de la computadora. Estos dispositivos realizan las operaciones de lectura o escritura de los medios y soportes donde se almacenan o guardan, lógica y físicamente, los archivos de un sistema informático. Los discos duros tienen una gran capacidad de almacenamiento de información, pero al estar alojados normalmente dentro de la computadora (discos internos), no son extraíbles fácilmente. Para intercambiar información con otros equipos (si no están conectados en red) se tienen que utilizar unidades de disco, como los disquetes, los discos ópticos (CD, DVD), los discos magneto-ópticos, memorias USB o las memorias flash, entre o tros. El disco duro almacena casi toda la información que manejamos al trabajar con una computadora. En él se aloja, por ejemplo, el sistema operativo que permite arrancar la máquina, los programas, archivos de texto, imagen, vídeo, etc. Dicha unidad puede ser interna (fija) o externa (portátil), dependiendo del lugar que ocupe en el gabinete o caja de computadora. Un disco duro está formado por varios discos apilados sobre los que se mueve una pequeña cabeza magnética que graba y lee la información. Este componente, al contrario que el micro o los módulos de memoria, no se pincha directamente en la placa, sino que se conecta a ella mediante un cable. También va conectado a la fuente de alimentación, pues, como cualquier otro componente, necesita e nergía para funcionar. Además, una sola placa puede tener varios discos duros conectados. Las características principales de un disco duro son: Capacidad: Se mide en gigabytes (GB). Es el espacio disponible para almacenar secuencias de 1 byte. La capacidad aumenta constantemente desde cientos de MB, decenas de GB, cientos de GB y hasta TB. Velocidad de giro: Se mide en revoluciones por minuto (RPM). Cuanto más rápido gire el disco, más rápido podrá acceder a la información la cabeza lectora. Los discos actuales giran desde las 4.200 a 15.000 RPM, dependiendo del tipo de ordenador al que e stén destinadas. Capacidad de transmisión de datos: De poco servirá un disco duro de gran capacidad si transmite los datos lentamente. Los discos actuales pueden alcanzar transferencias de datos de 3 GB por segundo. La cinta magnética es un tipo de medio o soporte de almacenamiento de datos que se graba en pistas sobre una banda plástica con un material magnetizado, generalmente óxido de hierro o algún cromato.
El tipo de información que se puede almacenar en las cintas magnéticas es variado, como vídeo, audio y datos. Hay diferentes tipos de cintas, tanto en sus medidas físicas como en su constitución química, así como diferentes formatos de grabación, especializados en el tipo de información que se quiere grabar. Los dispositivos informáticos de almacenamiento masivo de datos de cinta magnética son utilizados principalmente para respaldo de archivos y para el proceso de información de tipo secuencial, como en la elaboración de nóminas de las grandes organizaciones públicas y privadas. Al almacén donde se guardan estos dispositivos se lo denomina cintoteca. Su uso también se ha extendido para el almacenamiento analógico de música (como el casete de audio) y para vídeo, como las cintas de VHS (véase cinta de video). La cinta magnética de audio dependiendo del equipo que la reproduce/graba recibe distintos nombres: Se llama cinta de bobina abierta si e s de magnetófono. Casete cuando es de formato compacto utilizada en pletina o walkman. Cartucho cuando es utilizada en cartucheras. Un disquete o disco flexible (en inglés floppy disk o diskette) es un medio de almacenamiento o soporte de almacenamiento de datos formado por una pieza circular de material magnético, fina y flexible (de ahí su denominación) encerrada en una cubierta de plástico, cuadrada o rectangular, que se puede utilizar en una computadora. Los disquetes se leen y se escriben mediante un dispositivo llamado disquetera (o FDD, del inglés Floppy Disk Drive). Los disquetes de 3½" son menores que el CD, tanto en tamaño como en capacidad. La disquetera es el dispositivo o unidad lectora/grabadora de disquetes, y ayuda a introducirlo para guardar la información. Este tipo de dispositivo de almacenamiento es vulnerable a la suciedad y los campos magnéticos externos, por lo que, en muchos casos, deja de funcionar con el t iempo. Una memoria USB (de Universal Serial Bus) es un dispositivo de almacenamiento que utiliza una memoria tipo flash para guardar información. Se le conoce también, entre otros nombres, como lápiz de memoria, memoria externa o lápiz U SB, siendo así innecesaria la voz inglesa pen drive o pendrive. Los primeros modelos requerían una batería, pero los actuales usan la energía eléctrica procedente del puerto USB. Estas memorias son resistentes a los rasguños (externos), al polvo, y algunos hasta al agua, factores que afectaban a las formas previas de almacenamiento portátil, como los disquetes, discos compactos y los DVD. Su gran éxito y difusión les han supuesto diversas denominaciones populares relacionadas con su pequeño tamaño y las diversas formas de presentación, sin que ninguna haya podido destacar entre
todas ellas. El calificativo USB o el propio contexto permite identificar fácilmente el dispositivo informático al que se refiere; aunque siendo un poco estrictos en cuanto al concepto, USB únicamente se refiere al puerto de conexión. Estas memorias se han convertido en el sistema de almacenamiento y transporte personal de datos más utilizado, desplazando en este uso a los tradicionales disquetes y a los CD. Se pueden encontrar en el mercado fácilmente memorias de 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 GB, y hasta 1 TB.2 Las memorias con capacidades más altas pueden aún estar, por su precio, fuera del rango del "consumidor doméstico". Esto supone, como mínimo, el equivalente a 180 CD de 700 MB o 91 000 disquetes de 1440 KiB aproximadamente. Secure Digital (SD) es un formato de tarjeta de memoria inventado por Panasonic. Se utiliza en
dispositivos portátiles tales como cámaras fotográficas digitales, PDA, teléfonos móviles, computadoras portátiles e incluso videoconsolas (tanto de sobremesa como portátiles), entre muchos otros. Estas tarjetas tienen unas dimensiones de 32 mm x 24 mm x 2,1 mm. Existen dos tipos: unos que funcionan a velocidades normales, y otros de alta velocidad que tienen tasas de transferencia de datos más altas. Algunas cámaras fotográficas digitales requieren tarjetas de alta velocidad para poder grabar vídeo con fluidez o para capturar múltiples fotografías en una sucesión rápida. Los dispositivos con ranuras SD pueden utilizar tarjetas MMC, que son más finas, pero las tarjetas SD no caben en las ranuras MMC. Asimismo, se pueden utilizar en las ranuras de CompactFlash o de PC Card con un adaptador. Sus variantes MiniSD y MicroSD se pueden utilizar, también directamente, en ranuras SD mediante un adaptador. Las normales tienen forma de
. Hay algunas tarjetas SD que tienen un
conector USB integrado con un doble propósito, y hay lectores que permiten que las tarjetas SD sean accesibles por medio de muchos puertos de conectividad como USB, FireWire y el puerto paralelo común. Las tarjetas SD también son accesibles mediante una disquetera usando un adaptador FlashPath. El DVD es un disco óptico de almacenamiento de datos cuyo estándar surgió en 1995. Sus siglas corresponden con Digital Versatile Disc en inglés (Disco Versátil Digital traducido al español), de modo que ambos acrónimos (en español e inglés) coinciden. En sus inicios, la V intermedia hacía referencia a video (digital videodisk), debido a su desarrollo como reemplazo del formato VHS para la distribución de vídeo a los hogares. Unidad de DVD: el nombre de este dispositivo hace referencia a la multitud de maneras en las que se almacenan los datos: DVD-ROM (dispositivo de lectura únicamente), DVD-R y DVD+R (solo pueden escribirse una vez), DVD-RW y DVD+RW (permiten grabar y luego borrar). También difieren en la capacidad de almacenamiento de cada uno de los tipos. El disco compacto (conocido popularmente como CD por las siglas en inglés de Compact Disc) es un disco óptico utilizado para almacenar datos en formato digital, consistentes en cualquier tipo de información (audio, imágenes, vídeo, documentos y otros datos).
Los CD estándar tienen un diámetro de 12 centímetros y pueden almacenar hasta 80 minutos de audio o 700 MB de datos. Los Mini-CD tienen 8 cm y son usados para la distribución de sencillos y de controladores guardando hasta 24 minutos de audio o 214 MB de datos. Esta tecnología fue inicialmente utilizada para el CD audio, y más tarde fue expandida y adaptada para el almacenamiento de datos (CD-ROM), de video (VCD y SVCD), la grabación doméstica (CD-R y CD-RW) y el almacenamiento de datos mixtos (CD-i, Photo CD y CD EXTRA). El disco compacto goza de popularidad en el mundo actual. En el año 2007 se habían vendido 200 mil millones de CD en el mundo desde su creación. Aun así, los discos compactos se complementan con otros tipos de distribución digital y almacenamiento, como las memorias USB, las tarjetas SD, los discos duros y las unidades de estado sólido. Desde su pico en el año 2000, las ventas de CD han disminuido alrededor de un 50%. Unidad lectora de DVD-ROM
Es un dispositivo que se monta en las bahías 5.25" del gabinete, integra básicamente dentro de sí un emisor de rayo láser especial para leer los datos en un DVD ("Digital Versatile Disc") y también de un CD ("Compact Disc"). También cuenta con un motor para hacer girar el disco y una charola para colocarlos. Este tipo de unidades solamente permiten el envió de datos leídos desde la unidad a la computadora por medio de un cable hacia la tarjeta principal (Motherboard). La unidad lectora de DVD-ROM ha sido re emplazada por los grabadores de DVD. Puerto (informática)
En la informática, un puerto es una forma genérica de denominar a una interfaz a través de la cual los diferentes tipos de datos se pueden enviar y recibir. Dicha interfaz puede ser de tipo físico, o puede ser a nivel de software (por ejemplo, los puertos que permiten la transmisión de datos entre diferentes ordenadores) (ver más abajo para más detalles), en cuyo caso se usa frecuentemente el término puerto lógico. Puerto lógico
Se denomina así a una zona, o localización, de la memoria de un ordenador que se asocia con un puerto físico o con un canal de comunicación, y que proporciona un espacio para el almacenamiento temporal de la información que se va a transferir entre la localización de memoria y el canal de comunicación. En el ámbito de Internet, un puerto es el valor que se usa, en el modelo de la capa de transporte, para distinguir entre las múltiples aplicaciones que se pueden conectar al mismo host, o puesto de trabajo. Aunque muchos de los puertos se asignan de manera arbitraria, ciertos puertos se asignan, por convenio, a ciertas aplicaciones particulares o servicios de carácter universal. De hecho, la IANA (Internet Assigned Numbers Authority) determina las asignaciones de todos los puertos comprendidos entre los valores [0, 1023] (hasta hace poco, la IANA sólo controlaba los valores desde el 0 al 255). Por
ejemplo, el servicio de conexión remota telnet, usado en Internet se asocia al puerto 23. Por tanto, existe una tabla de puertos asignados en este rango de valores y que son los servicios y las aplicaciones que se encuentran en el listado denominado Selected Port Assignments.1 De manera análoga, los puertos numerados en el intervalo [1024, 65535] se pueden registrar con el consenso de la IANA, vendedores de software y otras organizaciones. Por ejemplo, el puerto 1352 se asigna a Lotus Notes. El puerto serie por excelencia es el RS-232 que utiliza cableado simple desde 3 hilos hasta 25 y que conecta ordenadores o microcontroladores a todo tipo de periféricos, desde terminales a impresoras y módems pasando por ratones. La interfaz entre el RS-232 y el microprocesador generalmente se realiza mediante el integrado 82C50. El RS-232 original tenía un conector tipo D de 25 pines, sin embargo, la mayoría de dichos pines no se utilizaban por lo que IBM incorporó desde su PS/2 un conector más pequeño de solamente 6 pines, que es el que actualmente se utiliza. En Europa la norma RS-422, de origen alemán, es también un estándar muy usado en el ámbito industrial. Uno de los defectos de los puertos serie iniciales era su lentitud en comparación con los puertos paralelos, sin embargo, con el paso del tiempo, han ido apareciendo multitud de puertos serie con una alta velocidad que los hace muy interesantes ya que tienen la ventaja de un menor cableado y solucionan el problema de la velocidad con un mayor apantallamiento. Son más baratos ya que usan la técnica del par trenzado; por ello, el puerto RS-232 e incluso multitud de puertos paralelos están siendo reemplazados por nuevos puertos serie como el USB, el Firewire o el Serial ATA. Los puertos serie sirven para comunicar al ordenador con la impresora, el ratón o el módem, sin embargo, el puerto USB sirve para todo tipo de periféricos, desde ratones a discos duros externos, pasando por conexiones bluetooth. Los puertos sATA (Serial ATA): tienen la misma función que los IDE, (a éstos se conecta, la disquetera, el disco duro, lector/grabador de CD y DVD) pero los sATA cuentan con una mayor velocidad de transferencia de datos. Un puerto de red puede ser puerto serie o puerto paralelo. PCI: Peripheral Component Interconnect
Puertos PCI2 (Peripheral Component Interconnect) son ranuras de expansión de la placa madre de un ordenador en las que se pueden conectar tarjetas de sonido, de vídeo, de red, etc. El slot PCI se sigue usando hoy en día y podemos encontrar bastantes componentes (la mayoría) en el formato PCI. Dentro de los slots PCI está el PCI-Express. Los componentes que suelen estar disponibles en este tipo de slot son: Capturadoras de televisión Controladoras RAID Tarjetas de red, inalámbricas, o no
Tarjetas de sonido PCI-Express
PCI-Express3 4 es un nuevo desarrollo del bus PCI que usa los conceptos de programación y los estándares de comunicación existentes, pero se basa en un sistema de comunicación serie mucho más rápido que PCI y AGP. Posee nuevas mejoras para la especificación PCIe 3.0 que incluye una cantidad de optimizaciones para aumentar la señal y la integridad de los datos, incluyendo control de transmisión y recepción de archivos, PLL improvements, recuperación de datos de reloj, y mejoras en los canales, lo que asegura la compatibilidad con las topolgías actuales.5 (anteriormente conocido por las siglas 3GIO, 3rd Generation I/O), este sistema es apoyado, principalmente, por Intel, que empezó a desarrollar el estándar con el nombre de proyecto Arapahoe después de retirarse del sistema Infiniband. Tiene velocidad de transferencia de 16x (8GB/s) y se utiliza en tarjetas gráficas. Puertos de memoria
A estos puertos se conectan las tarjetas de memoria RAM. Los puertos de memoria son aquellos puertos, o bahías, donde se pueden insertar nuevas tarjetas de memoria, con la finalidad de extender la capacidad de la misma. Existen bahías que permiten diversas capacidades de almacenamiento que van desde los 256MB (megabytes) hasta 4GB (gigabytes). Conviene recordar que en la memoria RAM es de tipo volátil, es decir, si se apaga repentinamente el ordenador los datos almacenados en la misma se pierden. Dicha memoria está conectada con la CPU a través de buses de muy alta velocidad. De esta manera, los datos ahí almacenados se intercambian con el procesador a una velocidad unas 1000 veces más rápida que con el disco duro. Puertos inalámbricos
Las conexiones en este tipo de puertos se hacen sin necesidad de cables, a través de la conexión entre un emisor y un receptor, utilizando ondas electromagnéticas. Si la frecuencia de la onda, usada en la conexión, se encuentra en el espectro de infrarrojos se denomina puerto infrarrojo. Si la frecuencia usada en la conexión es la usual en las radio frecuencias entonces sería un puerto Bluetooth. La ventaja de esta última conexión es que el emisor y el receptor no tienen por qué estar orientados el uno con respecto al otro para que se establezca la conexión. Esto no ocurre con el puerto de infrarrojos. En este caso los dispositivos tienen que "verse" mutuamente, y no se debe interponer ningún objeto entre ambos ya que se interrumpiría la conexión. Puerto USB
Un puerto USB6 7 8 permite conectar hasta 127 dispositivos y ya es un estándar en los ordenadores de última generación, que incluyen al menos cuatro puertos USB 3.0 en los más modernos, y algún USB 1.1 en los más anticuados Pero ¿qué otras ventajas ofrece este puerto? Es totalmente Plug and play, es decir, con sólo conectar el dispositivo (con el ordenador ya encendido), el dispositivo es reconocido e instalado de manera
inmediata. Sólo es necesario que el Sistema Operativo lleve incluido el correspondiente controlador o driver. Presenta una alta velocidad de transferencia en comparación con otro tipo de puertos. USB 1.1 alcanza los 12 Mb/s y hasta los 480 Mb/s (60 MB/s) para USB 2.0, mientras un puerto serie o paralelo tiene una velocidad de transferencia inferior a 1 Mb/s. El puerto USB 2.0 es compatible con los dispositivos USB 1.1 A través del cable USB no sólo se transfieren datos; además es posible alimentar dispositivos externos. El consumo máximo de este controlador es de 2.5 Watts. Los dispositivos se pueden dividir en dispositivos de bajo consumo (hasta 100 mA) y dispositivos de alto consumo (hasta 500 mA). Para dispositivos que necesiten más de 500 mA será necesaria alimentación externa. Hay que tener en cuenta, además, que si se utiliza un concentrador y éste está alimentado, no será necesario realizar consumo del bus. Una de las limitaciones de este tipo de conexiones es que la longitud del cable no debe superar los 5 m y que éste debe cumplir las especificaciones del Standard USB iguales para la 1.1 y la 2.0 Tendencias de los dispositivos de almacenamiento para el futuro
En esta época se busca el mejoramiento de los medios de almacenamiento de información, cada vez se logra guardar más información en menos espacio, es por eso que muchas investigaciones están explorando nuevas vías para la obtención de sistemas de almacenamiento más pequeños en tamaño pero con una gran capacidad, por ejemplo en la Universidad de California parece que el camino que han seguido está presidido por un material del que cada vez oímos más hablar, el grafeno. El equipo de investigación de la UCLA, junto con Samsung, ha desarrollado un nuevo tipo de memoria flash que utiliza el grafeno junto con el silicio para almacenar la información. Este es el material más duro que existe, que se deforma sin romperse, es más conductor que el cobre y permite la impresión de circuitos electrónicos en su grosor mínimo, es también el más ecológico, porque puede reducir casi cien veces la materia prima de los aparatos de tecnología de consumo, su estructura compuesta exclusivamente de carbono, cuyo aislamiento revolucionó a la comunidad científica e inició una carrera empresarial, entre otras muchas innovaciones posibles, por crear una pantalla táctil con el grosor de uno sólo de sus átomos pues un dispositivo de grafeno requiere mucho menos material que uno convencional, quizá menos de la centésima parte. Aunque sólo tiene un átomo de espesor, su resistencia es hasta 100 veces superior a la del acero. Además, es sumamente flexible y un magnífico conductor de electricidad. Desde que este material consiguió ‘fabricarse en laboratorio’ hace unos pocos años, se ha convertido en el producto de moda.
Miles de científicos de todo el mundo investigan sus posibilidades y muchos lo consideran el material del siglo XXI, pues a sus grandes rendimientos físicos añade la virtud de su abundancia, ya que el carbono es uno de los elementos químicos que más abundan en la Tierra. Actualmente, los fabricantes de chips han logrado una alta escala de integración mediante la miniaturización de las celdas de memoria, de tamaño nanométrico y basados en transistores de puerta flotante. Sin embargo, la demanda actual del mercado de menor tamaño y mayor capacidad de
almacenamiento estaba llevando a los diseñadores a un callejón sin salida puesto que la siguiente miniaturización estaba haciendo que el silicio se volviese inestable. Una de las propiedades del grafeno, desde el punto de vista eléctrico, es que un material de bajo consumo, algo que encaja perfectamente con las memorias flash y sus requisitos de funcionamiento. Pero, realmente, lo más importante de esta investigación es que al añadir el grafeno, se podría afirmar que las memorias podrían almacenar datos durante 10 años sin que éstos se pierdan, las memorias obtenidas no presentarían problemas de inestabilidad. Los dispositivos de grafeno pueden ser increíblemente rápidos para transmitir información, decenas y, posiblemente, cientos de veces más rápidos que los cables de Internet más veloces. Esto se debe a la naturaleza única de los electrones en el grafeno, a su movilidad y a su velocidad. “Esperábamos que las nanoestructuras plasmónicas mejorasen la efectividad de los aparatos de grafeno”, ha asegurado
Alexander Grigorenko a la agencia Reuters. Sin embargo, confiesa que no pensaban que “la mejora fuese tan espectacular”. “Parece un compañero natural de la plasmónica”, concluye Grigorenko.
Los dispositivos de grafeno pueden ser increíblemente rápidos para transmitir información, decenas y, posiblemente, cientos de veces más rápidos que los cables de Internet más veloces. Esto se debe a la naturaleza única de los electrones en el grafeno, a su movilidad y a su velocidad. ”Esperábamos que las nanoestructuras plasmónicas mejorasen la efectividad de los aparatos de grafeno”, ha asegurado
Alexander Grigorenko a la agencia Reuters. Sin embargo, confiesa que no pensaban que “la mejora fuese tan espectacular”. “Parece un compañero natural de la plasmónica”, concluye Grigorenko
