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MEDIOS DE ALMACENAMIENTO
Introducción a los principios tecnológicos de funcionamiento de disco rígido, CD/DVD y Pen Drive
Como ud ya se encuentra en la segunda mitad de la materia de Informática II y luego de haber visto
este tema en 1er año el principio básico de funcionamiento de cada uno de ellos; ahora con las
herramientas de electricidad que adquirió en Taller de Electricidad podrá comprender estos
conceptos.
Para ello debemos recurrir a un elemento conocido ya por Ud : el electroimán.
Qué es el electroimán : si en el circuito mostrado abajo hacemos circular una corriente eléctrica
contínua se genera automáticamente un campo magnético (un imán Figura A) en la espira. Este
efecto se puede reforzar introduciendo un elemento magnetizable como puede ser una barra de
hierro (figura B).
Figura A
Figura B
Ahora qué ocurre cuando introduzco un imán en una espira como mostrada en la figura A, que en
vez de tener una pila, la reemplazo por un Amperímetro.
Lo que ocurre es que se genera una corriente eléctrica a travéz de el alambre conductor.
Observe que en el primer caso con una corriente eléctrica genero un campo magnético (imán) y en
el segundo caso con un campo magnético (imán) genero una corriente eléctrica.
Visto esto podemos analizar la forma en que se graba los datos en el disco rígido.
Primero observemos como el sistema
operativo genera un formato físico en el
disco. Genera círculos concéntricos y los
divide con ejes radiales. A la superficie
comprendida entre dos circulos
concentricos adyacentes se llaman pistas.
A la superficie definida entre dos ejes
radiales adyacentes y una pista se llama
sector. Un cluster puede ser uno o mas
sectores y se usa como unidad para
grabar los archivos.
Un archivo puede ocupar una porción de un cluster o uno o mas clusters.
Un sector puede almacenar hasta 512 bytes.
Como Ud ya vio en 1er año en el extremo del brazo del disco rígido se encuentra una pua lecto
grabadora
Podemos decir que en esta cabeza lecto grabadora se encuentra un micro electro imán.
Cuando el disco recibe la orden de grabar genera una pequeña corriente eléctrica y genera un campo
magnético y magnetiza el lugar elegido por el disco o nó.
Recordemos que si el disco magnetiza determinados lugares puede ser interpretado como un 1, y en
caso contrario como un cero.
Para leer los lugares magnetizados se procede en forma inversa; el cabezal pasa por el lugar en
cuestión y como ese lugar se encuentra magnetizado y el disco gira, ingresa por el cabezal un
campo magnético el cual genera una corriente eléctrica la cual es detectada por el disco e interpreta
como un 1 (uno).
CD/DVD
En este caso la forma de almacenar la información es diferente a la del disco rígido. El anterior es
un medio magnético, este es un medio óptico.
Grabación por acción de láser
Pasos que sigue el cabezal para la lectura de un CD:
1. Un haz de luz coherente (láser) es emitido por un diodo de infrarrojos hacia un espejo que
forma parte del cabezal de lectura, el cual se mueve linealmente a lo largo de la superficie
del disco.
2. La luz reflejada en el espejo atraviesa una lente y es enfocada sobre un punto de la
superficie del CD
3. Esta luz incidente se refleja en la capa de aluminio, atravesando el recubrimiento de
policarbonato. La altura de los salientes (pits) es igual en todos y está seleccionada con
mucho cuidado, para que sea justo de la longitud de onda del láser en el policarbonato. La
idea aquí es que la luz que llega al llano (land) viaje 1/4 + 1/4 = 1/2 de la longitud de onda
(en la figura se ve que la onda que va a la zona sin saliente hace medio período, rebota y
hace otro medio período, lo que devuelve una onda desfasada medio período ½ cuando va a
la altura del saliente), mientras que cuando la luz rebota en un saliente, la señal rebota con la
misma fase y período pero en dirección contraria. Esto hace que se cumpla una propiedad de
la óptico-física que dice una señal que tiene cierta frecuencia puede ser anulada por otra
señal con la misma frecuencia, y misma fase pero en sentido contrario por eso la luz no llega
al fotorreceptor, se destruye a sí misma. Se da el valor 0 a toda sucesión de salientes (cuando
la luz no llega al fotorreceptor) o no salientes (cuando la luz llega desfasada ½ período, que
ha atravesado casi sin problemas al haz de luz que va en la otra dirección, y ha llegando al
fotorreceptor), y damos el valor 1 al cambio entre saliente y no saliente, teniendo así una
representación binaria. (Cambio de luz a no luz en el fotorreceptor 1, y luz continua o no luz
continua 0.)
4. La luz reflejada se encamina mediante una serie de lentes y espejos a un fotodetector que
recoge la cantidad de luz reflejada
5. La energía luminosa del fotodetector se convierte en energía eléctrica y mediante un simple
umbral el detector decidirá si el punto señalado por el puntero se corresponde con un
saliente (pit) o un llano (land).
Grabación por láser
Para esto la grabadora crea unos pits y unos lands cambiando la reflectividad de la superficie del
CD. Los pits son zonas donde el láser quema la superficie con mayor potencia, creando ahí una
zona de baja reflectividad. Los lands, son justamente lo contrario, son zonas que mantienen su alta
reflectividad inicial, justamente porque la potencia del láser se reduce.
Según el lector detecte una secuencia de pits o lands, tendremos unos datos u otros. Para formar un
pit es necesario quemar la superficie a unos 250º C. En ese momento, el policarbonato que tiene la
superficie se expande hasta cubrir el espacio que quede libre, siendo suficientes entre 4 y 11 mW
para quemar esta superficie, claro que el área quemada en cada pit es pequeñísima
Un micrómetro equivale a una milésima de milímetro:
1 µm = 0,001 mm = 1 × 10-3 mm.
1 mm = 1000 µm.
Unidad de estado sólido
Una unidad de estado sólido o SSD (acrónimo en inglés de solid-state drive) es un dispositivo de
almacenamiento de datos que usa una memoria no volátil, como la memoria flash, para almacenar datos, en
lugar de los platos giratorios magnéticos encontrados en los discos duros convencionales. En comparación
con los discos duros tradicionales, las unidades de estado sólido son menos sensibles a los golpes, son
prácticamente inaudibles y tienen un menor tiempo de acceso y de latencia. Las SSD hacen uso de la
misma interfaz que los discos duros y, por lo tanto, son fácilmente intercambiables sin tener que recurrir a
adaptadores o tarjetas de expansión para compatibilizarlos con el equipo.
Aunque técnicamente no son discos, a veces se traduce erróneamente en español la "D" de SSD
como cuando, en realidad, representa la palabra drive, que podría traducirse como 'unidad' o 'dispositivo'.
A partir de 2010, la mayoría de los SSD utilizan memoria flash basada en puertas NAND, que retiene los
datos sin alimentación. Para aplicaciones que requieren acceso rápido, pero no necesariamente la
persistencia de datos después de la pérdida de potencia, los SSD pueden ser construidos a partir de
memoria de acceso aleatorio (RAM). Estos dispositivos pueden emplear fuentes de alimentación
independientes, tales como baterías, para mantener los datos después de la desconexión de la corriente
eléctrica.1
Se han desarrollado dispositivos que combinan ambas tecnologías, es decir discos duros y memorias flash,
y se denominan discos duros híbridos (HHD), que intentan aunar capacidad y velocidad a un precio inferior
a un SSD.
Tarjeta Estado Sólido (SSD) de un Asus Eee Pc 901 de 8 Gb (Mini PCI Express)
Memoria flash
La memoria flash —derivada de la memoria EEPROM— permite la lectura y escritura de múltiples
posiciones de memoria en la misma operación. Gracias a ello, la tecnología flash, siempre mediante
impulsos eléctricos, permite velocidades de funcionamiento muy superiores frente a la tecnología EEPROM
primigenia, que sólo permitía actuar sobre una única celda de memoria en cada operación de programación.
Se trata de la tecnología empleada en los dispositivos denominados memoria USB.
Una Memoria USB. El chip de la izquierda es la memoria flash. El controlador está a la derecha.
Memoria EEPROM : o E²PROM son las siglas de Electrically Erasable Programmable Read-Only
Memory (ROM programable y borrada eléctricamente). Es un tipo de memoria ROM que puede ser
programada, borrada y reprogramada eléctricamente, a diferencia de la EPROM que ha de borrarse
mediante un aparato que emite rayos ultravioleta. Son memorias no volátiles.
Las celdas de memoria de una EEPROM están constituidas por un transistor MOS, que tiene una
compuerta flotante (estructura SAMOS), su estado normal está cortado y la salida proporciona un 1 lógico.
Aunque una EEPROM puede ser leída un número ilimitado de veces, sólo puede ser borrada y
reprogramada entre 100.000 y un millón de veces.
Memoria USB
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 USB, siendo así innecesaria la voz inglesa pen drive o pendrive.1
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), alpolvo, 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.
Características
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
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mercado fácilmente memorias de 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 GB, y hasta 1 TB. 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.
Prácticas
a) Investigue la capacidad que tiene su pendrive y la lectograbadora de CD/DVD expresada en
MegByte y GigaByte.
b) Cuales son las diferencias y similitudes tecnológicas entre un CD y un DVD.?