Sistemas Operativos
Almacenamiento Secundario
Profesor: M.Sc. Luis Eduardo Sepúlveda Rodríguez
jueves 8 de diciembre de 11
Unidades de medida para el almacenamiento de información
‣BIT
‣Bit es el acrónimo de Binary Digit. (Dígito binario). ‣Un bit es un dígito del sistema de numeración binario. ‣Puede representar uno de esos dos valores, 0 ó 1. ‣El bit es considerado la mínima unidad para la representación de la información.
‣BYTE
•Octeto. •Conjunto de ocho bits. •Es considerado la unidad fundamental para la representación de la información
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Equivalencia  numÊrica Decimal
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Binario
Octal
Hexadecimal
0
0
0
0
1
1
1
1
2
10
2
2
3
11
3
3
4
100
4
4
5
101
5
5
6
110
6
6
7
111
7
7
8
1000
10
8
9
1001
11
9
10
1010
12
A
11
1011
13
B
12
1100
14
C
13
1101
15
D
14
1110
16
E
15
1111
17
F
Prefijos griegos de cantidad Prefijo
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Potencia
Kilo
1x103
Mega
1x106
Giga
1x109
Tera
1x1012
Peta
1x1015
Exa
1x1018
Zetta
1x1021
Yotta
1x1024
Unidades de medida para el almacenamiento de información Unidad
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Abreviatura
Valor relativo
1 bit
b
1 | 0
1 Byte
B
8 bits
1 KiloByte
KB
1024 Bytes
1 MegaByte
MB
1024 KB
1 GigaByte
GB
1024 MB
1 TeraByte
TB
1024 GB
1 PetaByte
PB
1024 TB
1 ExaByte
EB
1024 PB
1 ZettaByte
ZB
1024 EB
1 YottaByte
YB
1024 ZB
Estructura interna de un disco duro ¡ Un disco duro se compone de muchos elementos. ¡ La información se almacena en unos finos platos o
discos, generalmente de aluminio, recubiertos por un material sensible a alteraciones magnéticas.
¡ Los discos, cuyo número varía según la capacidad
de la unidad, se encuentran agrupados uno sobre otro y atravesados por un eje, el cual gira continuamente a gran velocidad.
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Estructura interna de un disco duro ¡
Cada disco posee dos diminutos cabezales de lectura/ escritura, uno en cada cara.
¡
Curiosidad: Los cabezales generan señales eléctricas que alteran los campos magnéticos del disco, dando forma a la información. (dependiendo de la dirección hacia donde estén orientadas las El diámetro de un cabello humano es partículas, valdrán 0 o valdrán 1).
¡
Los cabezales se encuentran flotando sobre la superficie del disco sin llegar a tocarlo, a una distancia de unas 3 o 4 micropulgadas.
¡
La distancia entre el cabezal y el plato del disco también determinan la densidad de almacenamiento del mismo, ya que cuanto más cerca estén el uno del otro, más pequeño es el punto magnético y más información podrá albergar.
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de unas 4.000 micropulgadas
Estructura interna de un disco duro
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Estructura interna de un disco duro
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Estructura interna de un disco duro
!
jueves 8 de diciembre de 11
Estructura interna de un disco duro ¡
La velocidad de rotación de un disco, incide directamente en el rendimiento de la unidad, concretamente en el tiempo de acceso.
¡
El tiempo de acceso es el parámetro más usado para medir la velocidad de un disco duro,
¡
Velocidad de acceso = (tiempo medio de búsqueda) + (latencia)
¡
Tiempo medio de búsqueda: es el tiempo que tarda el cabezal en desplazarse a una pista determinada
¡
Latencia: es el tiempo que emplean los datos en pasar por el cabezal.
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Estructura lógica de un disco duro En la estructura lógica de un disco duro tiene los siguientes componentes: ¡
Pistas: la superficie del disco se divide en una serie de anillos concéntricos, denominados pistas.
¡
Sectores: las pistas son divididas en tramas de una misma longitud, llamados sectores; normalmente un sector contiene 512 bytes.
¡
Cilindro: Son el nombre dado al conjunto de pistas que tienen el mismo número pero en diferentes discos.
¡
Clusters: Los sectores suelen agruparse en unidades de asignación denominadas clusters.
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Estructura lógica de un disco duro
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Estructura lógica de un disco duro
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Controlador de disco ¡
El controlador de disco: Es un componente electrónico que gestiona el flujo de datos entre el sistema y el disco, siendo responsable de factores como e l f o r m a t o e n q u e s e almacenan los datos, su tasa de transferencia, velocidad, etc.
¡
Los primeros discos duros eran gestionados por controladores ST506, un estándar creado por la conocida empresa Seagate.
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Interfaz ESDI ¡
ESDI: la interfaz mejorada para dispositivos pequeños o ESDI (Enhanced Small Devices Interface).
¡
En ESDI, una parte de la lógica para descodificación del controlador se implementó en la propia unidad, lo que permitió elevar el ratio de transferencia a 10 Mbits por segundo. Asimismo, se incluyó un pequeño buffer de sectores que permitía transferir pistas completas en un único giro o revolución del disco.
¡
ESDI no se extendieron demasiado, y únicamente compañías como IBM fueron las que más lo emplearon en sus máquinas.
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El estándar IDE ¡
La interfaz IDE: “Integrated Drive Electronics”, fue creado por la firma Western Digital, curiosamente por encargo de Compaq para una nueva gama de computadores personales.
¡
IDE se tiene como principal característica es la implementación de la controladora en el propio disco duro, de ahí su denominación. Desde ese momento, únicamente se necesita una conexión entre el cable IDE y el Bus del sistema, siendo posible implementarla en la placa base .
¡
IDE eliminó la necesidad de disponer de dos cables separados para control y datos, bastando con un cable de 40 hilos desde el bus al disco duro. Se estableció también el término ATA (AT Attachment) que define una serie de normas a las que deben acogerse los fabricantes de unidades de este tipo.
¡
IDE permite transferencias de 4 Megas por segundo.
¡
La interfaz IDE supuso la simplificación en el proceso de instalación y configuración de discos duros, y estuvo durante un tiempo a la altura de las exigencias del mercado.
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IDE Mejorado ¡
La interfaz EIDE o IDE mejorado (Enhanced IDE), propuesto también por Western Digital, logra una mejora de flexibilidad y prestaciones.
¡
EIDE aumenta su capacidad, hasta 8,4 Gigas, y la tasa de transferencia empieza a subir a partir de los 10 Megas por segundo, según el modo de transferencia usado.
¡
EDIDE, implementa CHS (Cylinder Head Sector) y LBA (Logical Block Addressing – direccionamiento lógico de bloques) aportaron ventajas innegables, ya que con mínimas modificaciones se podían acceder a las máximas capacidades permitidas.
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SATA: Serial ATA ¡
SATA: Serial ATA o SATA (Serial Advanced Technology Attachment) es una interfaz de transferencia de datos entre la placa base y algunos dispositivos de almacenamiento, como puede ser el disco duro, lectores y grabadores de CD/DVD/BR, Unidades de Estado Sólido u otros dispositivos de altas prestaciones que están siendo todavía desarrollados.
¡
SATA sustituye a la tradicional Parallel ATA o P-‐ ATA.
¡
SATA proporciona mayores velocidades, mejor aprovechamiento cuando hay varias unidades, mayor longitud del cable de transmisión de datos y capacidad para conectar unidades.
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!
SSD: Unidades de estado sólido ¡ Unidad de Estado Sólido o SSD
(acrónimo de solid-‐state drive) es considerado un dispositivo de almacenamiento de datos.
¡ Un SSD usa memoria no volátil
tales como flash, o memoria volátil como la SDRAM, para almacenar datos, en lugar de los platos giratorios magnéticos encontrados en los discos duros convencionales.
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!
SSD: Unidades de estado sólido ¡ En comparación con los discos duros
tradicionales, los SSD son menos ! s u s c e p t i b l e s a g o l p e s , s o n prácticamente inaudibles y tienen un menor tiempo de acceso y de latencia. ¡ Los
SSD hacen uso de la misma interfaz que los discos duros, y por tanto son fácilmente intercambiables sin tener que recurrir a adaptadores o tarjetas de expansión.
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El problema del cilindro 1024 ¡
Es común haber escuchado el caso en cual al tratar de instalar un disco duro de 1080 Megas, sólo alcanza a reconocerse 528 Megas.
¡
Se trata de una nefasta limitación, que curiosamente no está impuesta ni por la BIOS (Basic Input/Output System) ni por el estándar IDE (ni por el DOS, como alguna gente piensa); en realidad, viene dada.... ¡por ambos!
¡
La capacidad de un disco duro se mide en tres valores: número de sectores por pista, número de cabezas y número de cilindros (notación CHS); el estándar IDE soporte 65.536 cilindros, 16 cabezas y 255 sectores por pista, lo que nos da una capacidad, alrededor de 137 Gigas.
¡
Por su parte, la gran mayoría de las BIOS del PC soporta 1.024 cilindros, 255 cabezas y 63 sectores; ya que ambos deben funcionar en conjunción, es el mínimo común denominador de ambos el que marcará la capacidad definitiva, que será de 1.024 cilindros (máximo de la BIOS), 16 cabezas (máximo del IDE) y 63 sectores (máximo de la BIOS), lo que nos va a dar un total de 528 Megas.
¡
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El problema del cilindro 1024 ¡ Para superar el problema del cilindro 1024, la BIOS debe
implementar el modo de trabajo conocido como LBA (Logical Block Adreesing), que traduce el esquema CHS a otro de direccionamiento lógico.
¡ Cuando una BIOS no soporta esta técnica, es preciso
emularla por software; para ello, el fabricante de la unidad suele poner a disposición del usuario utilidades especiales que, en forma de driver residente, logran engañar al sistema y obtener el mismo efecto que el LBA por BIOS.
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SCSI ¡
La interfaz SCSI (Small Computer System Interface) ha sido tradicionalmente relegada a tareas y entornos de ámbito profesional, en los que prima más el rendimiento, la flexibilidad y la fiabilidad.
¡
SCSI es una estructura de bus separada del bus del sistema. De esta forma, evita las limitaciones propias del bus del PC.
¡
En su versión más sencilla esta norma permite conectar hasta 7 dispositivos SCSI en el equipo; y las ventajas no se reducen al número de periféricos, sino también a su tipo: se puede conectar prácticamente cualquier dispositivo (escáneres, impresoras, CD-‐ ROM, unidades removibles, etc.) siempre que cumplan con esta norma.
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SCSI
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SAS: Serial Attached SCSI ¡
SAS: Serial Attached SCSI, es una interfaz de transferencia de datos en serie, sucesor del SCSI que es paralelo, aunque sigue utilizando comandos SCSI para la interacción con los dispositivos SAS.
¡
Aumenta la velocidad y permite la conexión y desconexión de forma rapida.
¡
La primera versión apareció a finales de 2003: SAS 300, que conseguía un ancho de banda de 3Gb/s, lo que aumentaba considerablemente la velocidad de su predecesor (SCSI Ultra 320MB/s). La siguiente evolución, SAS 600, consigue una velocidad de hasta 6Gb/s.
¡
Una de las principales características es que aumenta la velocidad de transferencia al aumentar el número de dispositivos conectados, es decir, puede gestionar una tasa de transferencia constante para cada dispositivo conectado, además de terminar con la limitación de 16 dispositivos existente en SCSI, es por ello que se vaticina que la tecnología SAS irá reemplazando a su predecesora SCSI.
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SAS: Serial Attached SCSI
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STF y RAID ¡
STF: Sistema tolerante a fallos, o SFT(System Fault Tolerance)
¡
Se basa en el concepto de mantener tanto la integridad de los datos cómo el correcto funcionamiento del sistema, en el caso de un fallo de hardware.
¡
Este concepto aporta un nuevo término, RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks); se puede traducir como Matriz Redundante de Discos Baratos, y sus diferentes modos de implementación forman los llamados niveles RAID.
¡
RADI utiliza varios discos duros conectados entre sí (aunque el sistema cree que sólo existe uno), y que almacenan duplicados de la información principal.
¡
Si uno de ellos cae, el sistema no se paraliza puesto que tenemos otros discos para sustituirlo.
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Niveles  RAID
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RAID 0: Disk Stripping
jueves 8 de diciembre de 11
RAID 1: Disk Mirroring
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RAID 2:
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RAID 3: Parallel Data Access
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RAID Â 4:
jueves 8 de diciembre de 11
RAID 5: Independent Data Access
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Sistema de archivos NTFS ¡ NTFS: corresponde al acrónimo de New Technology File
System. ¡ Es otro sistema de archivos diseñado para la familia de
sistemas basados en Windows NT. ¡ Es
utilizado por las versiones recientes del sistema operativo Windows.
¡ NTFS a reemplazado al sistema FAT (file allocation table),
utilizado en versiones antiguas de Windows y en DOS. jueves 8 de diciembre de 11