M2 l2 by Universidad Da Vinci

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DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO DE ALTA DENSIDAD En este trabajo intentamos detallar las características del pasado, presente y futuro del almacenamiento en dispositivos portatiles

Juan Carlos López, José Ignacio Manso y Javier Díaz Muela (2º de GIC) OC

ÍNDICE: -

DISQUETES DISCOS DUROS MEMORIAS USB CD-S DVD-S OTROS DISPOSITIVOS IMPORTANTES o UMD o MINIDISC

o -

UDO

TERCERA GENERACIÓN DE DISCOS o HD-DVD

BLU-RAY

DISPOSITIVOS DEL FUTURO o HVD o PCD

GRAFENO o ¿QUÉ ES EL GRAFENO? o LINEAS DE INVESTIGACIÓN o APLICACIONES ACTUALES

DISQUETES: -

Historia Tipos

HISTORIA: Los disquetes tienen su origen en el disco de 8 pulgadas que IBM desarrolló en San José (California) en 1967 con objeto de tener un soporte sencillo y barato donde cargar microcódigo en los System/370 de sus ordenadores centrales. Uno de los ingenieros, David Noble, fue quien propuso el medio flexible de 8” así como la camisa protectora dándole el nombre de floppy disc por su flexibilidad. En 1971 IBM introdujo el primer disco de memoria en el mercado, el floppy de 8” que estaba formado por un disco de material plástico flexible y una capa de óxido de hierro, envuelto en una camisa protectora y forro de tela. En su tiempo fue considerado revolucionario por la portabilidad que presentaba para transportar datos. En 1974 Shugart Associates introdujo una platina de minifloppy de 5 ¼”, que había sido solicitada por Wang Laboratories para sus equipos de cómputo de sobremesa y que eventualmente se convertiría en el estadar de los ordenadores personales, reemplazando rápidamente las platinas de 8”. En 1978 ya existían más de 10 fabricantes de platinas de 5 ¼“ En 1981 Sony presenta la primera platina para discos de 3 ½”, así como los disquetes, similares a los Floppys pero con una camisa protectora de metal más duro, así como un mecanismo de protección para la ventana de lectura de datos. Este disco es usado por Apple y eventualmente por IBM y HP, lo que le elevó al nuevo estándar. Los disquetes toman su nombre para ser similar al de los casetes y gozaron de una gran popularidad en la época de los ochenta y los noventa. Se usaba en los ordenadores domésticos y personales tales como Apple II, Macintosh, ZX Spectrum +3, Commodore 64, Amiga e IBM PC para distribuir software, almacenar información de forma rápida y eficaz, transferir datos entre ordenadores y crear pequeñas copias de seguridad, entre otros usos. Fue usado por Nintendo con un formato propio parecido al 3 ½” para usarlo con un periférico de la Famicom llamado Famicom Disk Drive que solo se comercializó en Japón. En los años noventa el aumento del tamaño del software y la salida de nuevos medios como el CD-ROM se introdujeron nuevos formatos para hacer copias de seguridad de mayor densidad como los discos Zip. Con la salida de los CD-ROM, las memorias USB y los DVD’S, los disquetes han dejado de ser necesarios.

TIPOS: Vamos a hablar de los 2 tipos de disquetes que han sido comercializados comúnmente, los de 5.25” y los de 3.5”. EL DISCO DE 5.25”: Los discos de 5.25” tiene su origen en Diciembre de 1976, cuando Shugart Associates anuncia su platina de disco “minifloppy” modelo SA4005, de 2.25” y capacidad de 110KB, por 390$. El tamaño del disco es debido a la petición de un cliente basándose en el de una servilleta de papel en vez del tamaño habitual de 8” El disquete usaba la codificación de modulación de frecuencia, conocido como FM. Fue utilizado en la computadora potable Osborne I original. Dado que era algo innovador que los discos fueran de doble lado, los lectores no estaban aún adaptados y había que sacar los discos y voltearlos para usar el segundo lado. Cuando los fabricantes comenzaron a utilizar la codificación de MFM empezaron a usar el término doble densidad para diferenciar las unidades MFM de las FM además de aumentar la capacidad total a casi el doble. El disco de 5.25” de 360KB es una unidad de doble densidad cuyos discos giraban a 300RPM. Para leer y escribir en un disco a toda velocidad, el controlador envía los datos a 250Kbps. Debido a que todos los controladores soportan esta tasa cualquier controlador soportaba este tipo de disco. La primera platina de disco de 5.25” de alta densidad apareció en el sistema IBM AT en Agosto de 1984. La unidad requería de un nuevo tipo de disco para alcanzar la capacidad de 1.2MB dando problemas de compatibilidad con los de 360KB. Las platinas de disco de 5.25” de 1.2MB giran a 360RPM, para cualquier tipo de disco. El procesador debe soportar una tasa de transferencia de datos de 500000bps. Cuando es utilizado con discos de 360KB requiere 300000bps.

EL DISCO DE 3.5”: En 1977 durante una reunión de ejecutivos en Apple, su presidente Mike Markkula coloca la platina de disquete como el objetivo principal de la compañía y Steve Wozniak comienza a escribir el software para el controlador de la platina de disquete para el Apple II. En 1981 Sony introduce al mercado el disquete de 3.5” que sería adoptado por Hewlett Packard en 1982, seguido por Apple en 1984 lo que le hizo imponerse frente a otras propuestas de 2.0”, 2.5”, 2.8”, 3.0”, 3.25” y 4.0” En 1984 Apple presenta el Macintosh que contaba con una unidad de disquetes de 3.5” y una capacidad de 400KB y ya en 1986 introduce al mercado el Apple Mac Plus, con una unidad de disquete de 3.5” y 800KB de capacidad. Los discos de 3.5” y 720KB de capacidad aparecieron en el mercado de las computadoras personales. Estos discos tienen una capacidad total de 1MB. Graba en 80 cilindros de dos pistas cada uno con 9 sectores por pista con una capacidad tras el formateo de 720KB para DOS y de 800KB para Macintosh. La única situación a considerar al instalar una platina de 3.5” y 720KB es si la BIOS lo soporta, lo cual sucede si tiene una fecha de fabricación posterior al 10/06/1985, o utilizar el controlador del dispositivo DRIVER.SYS en DOS versión 3.2 o posterior, junto con el parámetro DRIVPARM en CONFG.SYS. La mejor alternativa es actualizar la BIOS. El disquete de alta densidad de 3.5” y 1.44MB apareció en la familia PS/2 de IBM en 1987. La platina graba 80 cilindros de dos pistas cada uno, con 18 sectores por pista. La capacidad total de almacenamiento de estos discos es de 2MB. Los discos giran a 300RPM funcionando con la misma tecnología básica de la segunda generación de platinas de 8”. La platina de 2.88MB para discos de 3.5” fue desarrollada por Toshiba Corporation y anunciada formalmente en 1987. Toshiba comenzó a fabricar platinas y discos en 1989 y las empresas las ofrecieron como mejora a los sistemas preexistentes. Aunque tenía ofrecía el doble de almacenamiento que sus predecesores y era apoyada por varios fabricantes no tuvo el éxito esperado dado que el precio de los discos era muy alto.

DISCOS DUROS: -

Historia Características

HISTORIA: Sin necesidad de cálculos extremadamente precisos, la edad del disco duro como pieza tecnológica de avanzada, puede ubicarse alrededor de los 55 años. Son relativamente pocos los ejemplos de tecnología que hayan disminuido tanto su tamaño y su costo con el paso de los años, al mismo tiempo que mejoraron su capacidad, velocidad y durabilidad de la misma forma que lo ha hecho el disco duro. Su relación entre costo y capacidad de almacenamiento no tiene igual, ni siquiera entre los tipos más baratos de memorias Flash. Sin embargo, esto no siempre fue así. Los discos duros han tenido un camino muy interesante, comenzando con unidades gigantescas que costaban decenas de miles de dólares. La fecha de la patente original del disco duro es del 14 de diciembre de 1954, sin embargo, fue dos años después cuando apareció el primer disco duro para uso comercial. El IBM 350 fue anunciado públicamente el 13 de septiembre de 1956, como parte del sistema IBM 305 RAMAC, diseñado para grabar transiciones y proveer de acceso a las mismas en cualquier momento. El IBM 350 tenía unas dimensiones de 1.52m de largo por 1.72 de alto y 73cm de profundidad. Tenía cincuenta discos con un diámetro de 61cm cada uno que giraban a 1200RPM, con un tiempo de búsqueda de media de 600 milisegundos. Los discos contenían 50000 sectores que podían almacenar cada uno hasta 100 caracteres haciendo que la capacidad total fuera de 5 millones de caracteres. En otros términos eran menos de 5MB con un valor aproximado de 10000$ por MB

Entre el modelo 1311 y el 350 (que dejó de fabricarse en 1961) de IBM fue lanzado el IBM 1301, que introdujo la utilización de un cabezal por cada superficie de datos. El IBM 1311, anunciado el 11 de octubre de 1962, tenía como principal característica que su disco era en realidad “extraíble”. El usuario podía intercambiar packs de discos, conocido posteriormente como IBM 1316, que estaban compuestos por seis discos de 14”, tenía un peso aproximado de 4.5Kg y el tamaño de una lavadora. Cada pack podía almacenar 2 millones de caracteres, pero al ser extraíbles, la idea de tener varios packs era un avance considerable con respecto al IBM 350.

El siguiente paso también correspondía a IBM con el incremento de la capacidad de almacenamiento y velocidad de acceso. Sin embargo, el 13 de marzo de 1973 anunció el modelo 3340 que incorporaba por primera vez la tecnología “WINCHESTER”. Esta tecnología permitió que el cabezal de lectura permaneciera sobre la superficie del disco disminuyendo la complejidad del sistema de lectura/escritura y su costo de fabricación. El nombre de “WINCHESTER” proviene del famoso rifle del mismo nombre, el Winchester.30.30 debido al sistema 30-30 que originalmente planeo IBM que consistía en dos módulos extraíble de 30MB. El modelo final del 3340 contó con dos módulos de 35 y 70 MB respectivamente aunque conservó el nombre.

1980 fue un año clave para los discos duros, los PC’s cada vez ganaban más terreno, los tamaños de los programas eran cada vez mayores y la demanda de más espacio se mantenía. En junio de ese año IBM presentó la unidad 3380, el primer disco duro de la historia con una capacidad de 1GB. Su peso era de un cuarto de tonelada y costaba unos 50000$. Shugart Technology lanzó al mercado el ST-506, el primer disco duro que utilizó el formato estándar de 5.25”. Su capacidad de almacenamiento era de 5MB, e hizo furor entre los usuarios de PC. Dicha empresa se convirtió en Seagate, una de las mayores fabricantes de discos duros del mundo.

La época de los ’80 supuso un cambio y evolución constante en los discos duros, tanto fue así que durante estos años se logró mucho más de lo que se había alcanzado en 20. Aparecieron las tecnologías de interfaces IDE y SCSI, los primeros discos de 2.5” y 3.5”, y la integración completa entre la controladora y el disco. Pasamos a 1992 cuando Seagate lanzó los discos Barracuda, los primeros del mercado en poseer una rotación de 7200RPM. La necesidad de una mayor velocidad de rotación se hizo patente con el incremento espectacular de la capacidad de alacenamiento de los discos duros. El primer Barracuda tenía una capacidad de 2.1GB, mientras que la primera familia ATA estuvo disponible en versiones de entre 6GB y 28.5GB, con un tamaño de búfer de 512KB. Las 7200 revoluciones fueron aceptadas como el estándar por el resto de los fabricantes y ahora es posible encontrar esta rotación en discos de 2.5” compatibles con portátiles. En los siguientes 15 años, empresas como Conner, Maxtor, Quantum e IBM fueron quedando en el camino abandonando la industria de los discos duros o fueron absorbidas por otros fabricantes.

Uno de los que sobrevivió y que aún se mantiene fue Hitachi. La compañía compró la división de discos duros de IBM y continuó con la familia Deskstar. El modelo 7K1000 fue la primera unidad de 3.5” disponible al público con una capacidad de 1TB. Dicha capacidad llegaría después a los discos de 2.5” de la mano de Western Digital, dos años después.

CARACTERÍSTICAS: Los discos duros pertenecen a la llamada memoria secundaria o almacenamiento secundario. Al disco duro se le conoce con gran cantidad de denominaciones como disco duro, rígido (frente a los discos flexibles o por su fabricación a base de una capa rígida de aluminio), fijo (por su situación en el ordenador de manera permanente). Estas denominaciones aunque son las habituales no son exactas ya que existen discos de iguales prestaciones pero son flexibles, o bien removibles o transportables, u otras marcas diferentes fabricantes de cabezas. Las capacidades de los discos duros varían desde 10MB hasta varios GB en minis y grandes ordenadores. Para conectar un disco duro a un ordenador es necesario disponer de una tarjeta controladora. La velocidad de acceso depende en gran parte de la tecnología del propio disco duro y de la tarjeta controladora asociada al disco duro. Estos están compuestos por varios platos, es decir varios discos de material magnético montados sobre un eje central sobre el que se mueven. Para leer y escribir datos en estos platos se usan las cabezas de lectura/escritura que mediante un proceso electromagnético codifican / decodifican la información que han de leer o escribir. La cabeza de lectura/escritura en un disco duro está muy cerca de la superficie, de forma que casi vuela sobre ella, sobre el colchón de aire formado por su propio movimiento. Debido a esto, están cerrados herméticamente, porque cualquier partícula de polvo puede dañarlos.

Los discos duros se presentan recubiertos de una capa magnética delgada, habitualmente de óxido de hierro, y se dividen en unos círculos concéntricos cilindros (coincidentes con las pistas de los disquetes), que empiezan en la parte exterior del disco (primer cilindro) y terminan en la parte interior (último). Asimismo estos cilindros se dividen en sectores, cuyo número está determinado por el tipo de disco y su formato, siendo todos ellos de un tamaño fijo en cualquier disco. Cilindros como sectores se identifican con una serie de números que se les asignan, empezando por el 1, pues el numero 0 de cada cilindro se reserva para propósitos de identificación más que para almacenamiento de datos. Estos, escritos/leídos en el disco, deben ajustarse al tamaño fijado del almacenamiento de los sectores. Habitualmente, los sistemas de disco duro contienen más de una unidad en su interior, por lo que el número de caras puede ser más de 2. Estas se identifican con un número, siendo el 0 para la primera. En general su organización es igual a los disquetes. La capacidad del disco resulta de multiplicar el número de caras por el de pistas por cara y por el de sectores por pista, al total por el número de bytes por sector. Para escribir, la cabeza se sitúa sobre la celda a grabar y se hace pasar por ella un pulso de corriente, lo cual crea un campo magnético en la superficie. Dependiendo del sentido de la corriente, así será la polaridad de la celda. Para leer, se mide la corriente inducida por el campo magnético de la celda. Es decir que al pasar sobre una zona detectará un campo magnético que según se encuentre magnetizada en un sentido u otro, indicará si en esa posición hay almacenado un 0 o un 1. En el caso de la escritura el proceso es el inverso, la cabeza recibe una corriente que provoca un campo magnético, el cual pone la posición sobre la que se encuentre la cabeza en 0 o en 1 dependiendo del valor del campo magnético provocado por dicha corriente. LOS DISCOS: -

Están elaborados de compuestos de vidrio, cerámica o aluminio finalmente pulidos y revestidos por ambos lados con una capa muy delgada de una aleación metálica. Los discos están unidos a un eje y un motor que los hace guiar a una velocidad constante entre las 3600 y 7200 RPM. Convencionalmente los discos duros están compuestos por varios platos, es decir varios discos de material magnético montados sobre un eje central. Estos discos normalmente tienen dos caras que pueden usarse para el almacenamiento de datos, si bien suele reservarse una para almacenar información de control.

LAS CABEZAS: -

Están ensambladas en pila y son las responsables de la lectura y la escritura de los datos en los discos. La mayoría de los discos duros incluyen una cabeza Lectura/Escritura a cada lado del disco, sin embargo algunos discos de alto desempeño

tienen dos o más cabezas sobre cada superficie, de manera que cada cabeza atiende la mitad del disco reduciendo la distancia del desplazamiento radial. Las cabezas de Lectura/Escritura no tocan el disco cuando este está girando a toda velocidad; por el contrario, flotan sobre una capa de aire extremadamente delgada (10 millonésima de pulgada). Esto reduce el desgaste en la superficie del disco durante la operación normal, cualquier polvo o impureza en el aire puede dañar suavemente las cabezas o el medio. 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 detectada y amplificada por la electrónica de la unidad de disco. EL ACTUADOR: -

Es un motor que mueve la estructura que contiene las cabezas de lectura entre el centro y el borde externo de los discos. Un "actuador" usa la fuerza de un electromagneto empujado contra magnetos fijos para mover las cabezas a través del disco. La controladora manda más corriente a través del electromagneto para mover las cabezas cerca del borde del disco. En caso de una pérdida de poder, un resorte mueve la cabeza nuevamente hacia el centro del disco sobre una zona donde no se guardan datos. Dado que todas las cabezas están unidas al mismo "rotor" ellas se mueven al unísono. Mientras que lógicamente la capacidad de un disco duro puede ser medida según los siguientes parámetros: a) Cilindros: El par de pistas en lados opuestos del disco se llama cilindro. Si el HD contiene múltiples discos (sean n), un cilindro incluye todos los pares de pistas directamente uno encima de otra (2n pistas). Los HD normalmente tienen una cabeza a cada lado del disco. Dado que las cabezas de Lectura/Escritura están alineadas unas con otras, la controladora puede escribir en todas las pistas del cilindro sin mover el rotor. Como resultado los HD de múltiples discos se desempeñan levemente más rápido que los HD de un solo disco. b) Pistas: Un disco está dividido en delgados círculos concéntricos llamados pistas. Las cabezas se mueven entre la pista más externa ó pista cero a la mas interna. Es la trayectoria circular trazada a través de la superficie circular del plato de un disco por la cabeza de lectura / escritura. Cada pista está formada por uno o más Cluster. c) Sectores: Un byte es la unidad útil más pequeña en términos de memoria. Los HD almacenan los datos en pedazos gruesos llamados sectores. La mayoría de los HD usan sectores de 512 bytes. La controladora del H D determina el tamaño de un sector en el momento en que el disco es formateado. Algunos modelos de HD le permiten especificar el tamaño de un sector. Cada pista del disco está dividida en 1 ó 2 sectores dado que las pistas exteriores son más grandes que las interiores, las exteriores contienen más sectores.

MEDIDAS QUE MIDEN EL DESEMPEÑO DE UN HD: -

Tiempo de Búsqueda: Es el tiempo que le toma a las cabezas de Lectura/Escritura moverse desde su posición actual hasta la pista donde está localizada la información deseada. Como la pista deseada puede estar localizada en el otro lado del disco o en una pista adyacente, el tiempo de búsqueda variara en cada búsqueda. En la actualidad, el tiempo promedio de búsqueda para cualquier búsqueda arbitraria es igual al tiempo requerido para mirar a través de la tercera parte de las pistas. Los HD de la actualidad tienen tiempos de búsqueda pista a pista tan cortos como 2 milisegundos y tiempos promedios de búsqueda menores a 10 milisegundos y tiempo máximo de búsqueda (viaje completo entre la pista más interna y la más externa) cercano a 15 milisegundos. Latencia: Cada pista en un HD contiene múltiples sectores una vez que la cabeza de Lectura/Escritura encuentra la pista correcta, las cabezas permanecen en el lugar e inactivas hasta que el sector pasa por debajo de ellas. Este tiempo de espera se llama latencia. La latencia promedio es igual al tiempo que le toma al disco hacer media revolución y es igual en aquellos drivers que giran a la misma velocidad. Algunos de los modelos más rápidos de la actualidad tienen discos que giran a 10000 RPM o más reduciendo la latencia. Command OverHead: Tiempo que le toma a la controladora procesar un requerimiento de datos. Este incluye determinar la localización física del dato en el disco correcto, direccionar al "actuador" para mover el rotor a la pista correcta, leer el dato, redireccionarlo al computador.

TIPOS DE CONEXIÓN: -

IDE: Integrated Device Electronics ("Dispositivo con electrónica integrada") o ATA (Advanced Technology Attachment), controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) Hasta aproximadamente el 2004, el estándar principal por su versatilidad y asequibilidad. Son planos, anchos y alargados. SCSI: Son interfaces preparadas para discos duros de gran capacidad de almacenamiento y velocidad de rotación. Se presentan bajo tres especificaciones: SCSI Estándar (Standard SCSI), SCSI Rápido (Fast SCSI) y SCSI Ancho-Rápido (Fast-Wide SCSI). Su tiempo medio de acceso puede llegar a 7 milisegundos y su velocidad de transmisión secuencial de información puede alcanzar teóricamente los 5 Mbps en los discos SCSI Estándares, los 10 Mbps en los discos SCSI Rápidos y los 20 Mbps en los discos SCSI Anchos-Rápidos (SCSI-2). Un controlador SCSI puede manejar hasta 7 discos duros SCSI (o 7 periféricos SCSI) con conexión tipo margarita (daisy-chain). A diferencia de los discos IDE, pueden trabajar asincrónicamente con relación al microprocesador, lo que posibilita una mayor velocidad de transferencia. SATA(Serial ATA): El más novedoso de los estándares de conexión, utiliza un bus serie para la transmisión de datos. Notablemente más rápido y eficiente que IDE. Existen tres versiones, SATA 1 con velocidad de transferencia de hasta 150 MB/s (hoy día descatalogado), SATA 2 de hasta 300 MB/s, el más extendido en la actualidad; y por último SATA 3 de hasta 600 MB/s el cual se está empezando a hacer hueco en el mercado. Físicamente es mucho más pequeño y cómodo que los IDE, además de permitir conexión en caliente.

SAS (Serial Attached SCSI): Interfaz de transferencia de datos en serie, sucesor del SCSI paralelo, aunque sigue utilizando comandos SCSI para interaccionar con los dispositivos SAS. Aumenta la velocidad y permite la conexión y desconexión en caliente. 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. Además, el conector es el mismo que en la interfaz SATA y permite utilizar estos discos duros, para aplicaciones con menos necesidad de velocidad, ahorrando costes. Por lo tanto, las unidades SATA pueden ser utilizadas por controladoras SAS pero no a la inversa, una controladora SATA no reconoce discos SAS.

MEMORIAS USB: -

Historia Características

HISTORIA: Las primeras unidades flash fueron fabricadas por la empresa israelí M-Systems bajo la marca “Disgo” en tamaños de 8MB, 16MB, 32MB y 64MB. Su diseño continuó hasta los 256MB y se consideraron “los verdaderos reemplazos del disquete”. Los fabricantes asiáticos pronto fabricaron sus propias unidades más baratas que la serie Disgo. Las unidades flash USB reemplazaron los disquetes. Son más pequeñas, más rápidas, tienen miles de veces más capacidad y son más duraderas y fiables a causa de su falta de partes móviles. Hasta aproximadamente 2005, la mayoría de ordenadores se suministraban con las unidades de disquete, pero los equipos más recientes abandonaron las unidades de disquete en favor de los puertos USB. En el 2003 una memoria USB de 16 Mb costaba 20 $. En el año 2003 las unidades funcionaban a velocidades USB 1.0/1.1, unos 1.5Mb/s o 12Mb/s. En 2004 se lanzan los dispositivos con interfaces USB 2.0. Aunque USB 2.0 puede entregar hasta 480Mb/s, las unidades flash están limitadas por el ancho de banda del dispositivo de memoria interno. La principal novedad técnica del puerto USB 3.0 es que eleva a 4.8 Gb/s la capacidad de transferencia que en la actualidad es de 480 Mb/s. Se mantendrá la compatibilidad con las tecnologías USB 1.0 y 2.0. Las unidades flash de 2009 tienen conectividad USB 3.0 y almacenen hasta 256GB. Hay que mencionar también dispositivos, que aparte de su uso como memoria tienen otras funciones como ratones ópticos o adaptadores para otro tipo de memorias como microSD, MemoryStickproDuo. En Agosto de 2010, Imation anunció el lanzamiento al mercado de la nueva línea de USB de seguridad Flash Drive Defender F200 con capacidad de 1, 2, 4, 8, 16 y 32 GigaBytes. Estos modelos tienen un sensor biométrico basado en un hardware que valida las coincidencias de las huellas dactilares antes de acceder a la información. Este modelo también destaca por una gran resistencia física al polvo, al agua y a ser falsificadas.

CARACTERÍSTICAS: La memoria USB (Universal Serial Bus) es un dispositivo de almacenamiento masivo que utiliza memoria flash para guardar información. La conexión como su nombre indica es por medio del puerto USB y la información que se introduce puede ser modificada infinitud de veces a lo largo de su vida útil. Son resistentes a los rasguños, al polvo, algunos al agua. Conocidas también como pendrives, memorias portátiles o llaves se han convertido en el sistema de almacenamiento y transporte de datos más usado dejando atrás a los disquetes y a los CD. Se pueden encontrar en el mercado memorias de 1GB hasta 256GB aunque su coste empieza a dispararse a partir de los 64GB. Los sistemas operativos actuales pueden leer y escribir en las memorias con solo enchufarlas a un conector USB del equipo encendido, recibiendo la energía de alimentación a través del propio conector que cuenta con 5 voltios y 2.5 vatios como máximo. En algunos sistemas operativos antiguos se necesitaba instalar un controlador de dispositivo o driver proporcionado por el fabricante. Teóricamente pueden retener datos durante unos 20 años y escribirse hasta un millón de veces. Las memorias USB pueden ser configuradas con la función de autoarranque (autorun) para Microsoft Windows, con la que al insertar el dispositivo arranca de forma automática un archivo específico. Para activar la función autorun es necesario guardar un archivo llamado autorun.inf con el script apropiado en el directorio raíz del dispositivo. La función autorun no funciona en todos los ordenadores. En ocasiones esta funcionalidad se encuentra deshabilitada para dificultar la propagación de virus y troyanos que se aprovechan de este sistema de arranque. Otra utilidad es la de usarse como unidad de arranque teniendo una velocidad mayor que, por ejemplo, la unidad de un lector de DVD siempre que la BIOS lo admita. Ciertas distribuciones de Linux pueden contenerse en un USB y arrancar desde ella. Antes de desenchufar la memoria del puerto USB es conveniente que el usuario notifique al sistema operativo ("Desmontar" en Linux o "Quitar el hardware con seguridad " desde el "Administrador de dispositivos" en Windows o "Expulsar" en Mac OS). En algunos sistemas la escritura se realiza en forma diferida (esto significa que los datos no se escriben en el momento) a través de un caché de escritura para acelerar los tiempos de dicha escritura y para que el sistema escriba finalmente "de una sola vez" cuando dicho caché se encuentre lleno, pero si la unidad es retirada antes que el sistema guarde el contenido de la caché de escritura se pueden provocar discrepancias en el sistema de archivos existente en la memoria USB que podría generar pérdidas de datos.

COMPONENTES PRIMARIOS: -

Un conector USB macho tipo A (1): Provee la interfaz física con la computadora. Controlador USB de almacenamiento masivo (2): Implementa el controlador USB y provee la interfaz homogénea y lineal para dispositivos USB seriales orientados a bloques, mientras oculta la complejidad de la orientación a bloques, eliminación de bloques y balance de desgaste. Este controlador posee un pequeño microprocesador RISC y un pequeño número de circuitos de memoria RAM y ROM. Circuito de memoria Flash NAND (4): Almacena los datos. Oscilador de cristal (5): Produce la señal de reloj principal del dispositivo a 12 MHz y controla la salida de datos a través de un bucle de fase cerrado (phase-locked loop)

COMPONENTES ADICIONALES: -

Puentes y Puntos de prueba (3): Utilizados en pruebas durante la fabricación de la unidad o para la carga de código dentro del procesador. LED (6): Indican la transferencia de datos entre el dispositivo y la computadora. Interruptor para protección de escritura (7): Utilizado para proteger los datos de operaciones de escritura o borrado. Espacio Libre (8): Se dispone de un espacio para incluir un segundo circuito de memoria. Esto le permite a los fabricantes utilizar el mismo circuito impreso para dispositivos de distintos tamaños y responder así a las necesidades del mercado. Tapa del conector USB: Reduce el riesgo de daños y mejora la apariencia del dispositivo. Algunas unidades no presentan una tapa pero disponen de una conexión USB retráctil. Otros dispositivos poseen una tapa giratoria que no se separa nunca del dispositivo y evita el riesgo de perderla. Ayuda para el transporte: En muchos casos, la tapa contiene una abertura adecuada para una cadena o collar, sin embargo este diseño aumenta el riesgo de perder el dispositivo. Por esta razón muchos otros tiene dicha abertura en el cuerpo del dispositivo y no en la tapa, la desventaja de este diseño está en que la cadena o collar queda unida al dispositivo mientras está conectado. Muchos diseños traen la abertura en ambos lugares.

Terminaremos mencionando el USB 3.0 que eleva la capacidad de transferencia a 4.8Gb/s y también aumenta el número de líneas en 5. Dos de ellas para el envío de información y otras 2 de recepción permitiendo así el tráfico bidireccional. La intensidad de corriente se aumenta de 100mA a 900mA de manera que aumenta el rendimiento de los dispositivos conectados en el. También hay que mencionar la compatibilidad con los USB 2.0

CD (COMPACT DISC):

Historia Composición Capacidades Tipos de CD Conservación de los datos Caché

HISTORIA:

Desde que surge la necesidad de almacenar información, surgen dispositivos para almacenar esos datos y hacer que perduren en el tiempo. Estos dispositivos son disquetes, discos duros, pendrives, etc. A finales de los 80, Sony y Philips, empiezan a comercializar otro tipo de dispositivos llamados compact disc y eran la alternativa a los dispositivos ya existentes, con la novedad de almacenar estos datos en un soporte óptico y no magnético.

Aunque se empezó a comercializar en los 80, los prototipos fueron creados en la década de los 60 debido a la necesidad de almacenar música en dispositivos de mas capacidad, de hecho circula la leyenda urbana de que la capacidad atribuida al CD en sus comienzos, se debe a que el compositor Herbert von Karajan, mantenía una estrecha amistad con el presidente de Sony en esa época, y le pidió que estos discos al menos pudieran almacenar la novena sinfonía de Beethoven.

Poco más tarde, en el 1984, estos discos se introdujeron al mundo de la informática, dando la posibilidad de almacenar hasta 700 MB, y como curiosidad, cabe destacar que la perforación central de los discos es debido a las monedas de 10 centavos de florín de Holanda (15 mm) y el diámetro de estos dispositivos es debido a la anchura de los bolsillos de las camisas de los japoneses, ya que la filosofía de Sony, uno de los creadores, era de que estos discos tenían que caber en los citados bolsillos.

Los primeros discos que aparecieron se denominaban CD-ROM, ya que contenían información solo de lectura, no se podía hacer ninguna otra operación sobre esos datos, ni grabar, ni borrar...

COMPOSICION: Los discos están formados de policarbonato con un diámetro de 120 mm y un espesor de 1,2 mm. Este policarbonato es un derivado del petróleo que se inyecta en moldes, y en estos moldes se alojan los surcos que guardan la información. El disco resultante es recubierto de una capa de aluminio reflectante que captura en forma de crestas y surcos el paso del láser por la superficie, y para que este aluminio no sufra daños o se raye, se le aplica una laca protectora para que este láser sea capaz de leer estos surcos. Como curiosidad cabe destacar que los primeros CD's que se fabricaron y se comercializaron eran demasiado caros, pero el elevado precio de estos tenía una explicación. Lo que hoy en día es una capa de aluminio o simple chapa, en los primeros CD's era oro, por ello se elevaba tanto el precio de estos dispositivos.

CAPACIDADES: Las capacidades son variables, pero se empezó con el estándar de 74 minutos (audio) y 650 MB (datos) hasta los 1054 MB (datos) y 120 minutos (audio). Físicamente un CD implica una serie de complicaciones ya que no es lo mismo leer por el principio del CD que por el final, ya que cuanto más hacia fuera, mayor el radio y mayor el tiempo de lectura. Pero para ello se encontró una solución, los tipos de rotación del disco, que implica al motor que los mueve, teniendo dos opciones: CAV (velocidad angular constante) y CLV (velocidad linear constante): CAV: el disco rota a una velocidad constante independientemente del área del disco a la que accede. El disco tarda siempre el mismo tiempo en dar una vuelta completa de 360 grados independientemente de lo cerca o lejos que la cabecera esté del centro del CD-ROM. CLV: Heredado de los CD de audio estándar, el CD-ROM ajusta la velocidad del motor de manera que su velocidad lineal sea siempre constante. Así, cuando el cabezal de lectura está cerca del borde el motor gira más despacio que cuando está cerca del centro. Este hecho dificulta mucho la construcción del lector pero asegura que la tasa de entrada de datos al PC sea constante.

Basándonos en estos tipos de rotación del motor tenemos las conocidas “nx” velocidades de estos dispositivos, podemos decir que cuando un disco gira a 24x en modo CAV, lo que queremos decir es que la velocidad de giro cuando el láser esta en el borde del CD es 24 veces más rápido que en el principio, pero en el medio será un 60 % más lento que la

velocidad máxima. La velocidad a la que los datos pasan del disco a otro dispositivo es variable, y depende de la posición en la que se encuentren estos datos dentro del dispositivo. TABLA COMPARATIVA DE VELOCIDADES (1X = 150 KB/S)

CAV

CLV

16X = 930 KB/S – 2400 KB/S

4X = 600 KB/S

20X = 1170 KB/S – 3000 KB/S

6X = 900 KB/S

24X = 1400 KB/S – 3600 KB/S

8X = 1200 KB/S

32X = 2100 KB/S – 4800 KB/S

10X = 1500 KB/S

...

12X = 1800 KB/S Casi todos por no decir todos, los dispositivos de lectura de CD's se adaptan al formato CAV, por lo que la velocidad que nos marca en pantalla de lectura va variando.

TIPOS DE CD: Dentro de este tipo de unidad óptica destacamos varios tipos: CD-ROM: Es el disco en el que podemos leer la información pero no podemos ni borrarla y escribir más datos dentro del disco. CD-R: en este tipo sí que podemos guardar información, aparte de leer, pero seguimos sin poder borrar. CD-RW: unifica todas las operaciones posibles, ya que podemos escribir, leer y borrar datos del disco. CD-DA: es el disco en el que almacenamos únicamente pistas de audio. CONSERVACION DE LOS DATOS: Según la normativa internacional, los datos almacenados en estos dispositivos se conservan en buenas condiciones entre 10 y 50 años, dependiendo, eso sí, de la forma que hayamos guardado esa información. La mejor manera de conservar esta información inalterable es mantener el disco a una temperatura constante de 20º y con ausencia todas de radiación solar.

CACHÉ: Estos discos tienen un espacio de memoria reservado donde si hemos accedido a un dato, este se almacena en esta memoria, y si volvemos a acceder al mismo dato, en vez de volver a leer el disco, que sería un proceso lento, recogemos ese dato de esta memoria, por lo tanto, cuanta más cache tenga el disco, mas rápido será el acceso a su información, pero por contra tiene el precio que cuesta esta cache.

Partiendo de esta información que recogemos del CD (Compact Disc) vamos avanzando en el tiempo y llegamos al siguiente dispositivo de almacenamiento masivo, en el cual podemos guardar no solo datos y música con una capacidad relativamente pequeña, sino archivos de vídeo de mucho más volumen que los archivos de audio. Los DVD's

DVD (Digital Versatile Disc): -

Historia Composición y Características Diferencia entre DVD-R y DVD+R Durabilidad

HISTORIA: Al principio de la década de los 90, cuando la gente se había habituado al uso del CD como dispositivo de almacenamiento, de nuevo las empresas Sony y Philips, se pusieron manos a la obra para crear un nuevo dispositivo de almacenamiento de alta densidad, llamado MMCD (Multimedia compact disc), pero otro grupo de empresas, encabezado por Toshiba y otras empresas fuertes en el desarrollo de multimedia (Time Warner, Pioneer...), adoptó la decisión de crear otro dispositivo de similares características llamado SD (Super density disc). Finalmente esta lucha la ganaría Toshiba, y el tándem Sony – Philips aceptarían unificar su modelo con el SD, siempre y cuando adoptara la tecnología EMF Plus de Philips, la cual hacia menos eficiente a este disco reduciendo su almacenamiento (de 5GB a 4,7GB), pero más resistente a daños externos, arañazos, huellas... COMPOSICION Y CARACTERISTICAS: Para fabricar se requieren dos moldes para hacer un disco DVD, que consta de dos discos de 0'6mm pegados, que se unen en un proceso de unión en caliente para los de una capa y con un proceso de unión ultravioleta para los de doble capa. Los discos de doble capa están compuestos de una capa transparente semi-reflectante de color dorado y una capa opaca reflectante de color plateado separadas ambas por una capa de enlace. Para poder leer estas dos capas, el disco dispone de una capa que puede cambiar de intensidad mediante la modificación de su frecuencia y foco: o

Con baja intensidad, el rayo se refleja sobre la capa dorada superior;

Con una intensidad mayor, el rayo atraviesa la primera capa y se refleja sobre la capa plateada inferior.

Además, para evitar una latencia mayor, la información es almacenada al revés y así pasar de una capa a otra en el menor tiempo posible. También cabe destacar que existen DVD's con un formato parecido al vinilo, donde podemos guardad información tanto en la cara como en el reverso. El secreto para la alta capacidad en una superficie igual a la de los CDs es que el tamaño mínimo de una marca en un DVD de una cara es de 0'44 micrones, frente a las 0'83 micrones del CD; además, la distancia entre marcas es de 0'74 micrones, frente a las 1'6 micrones para el CD. Todo ello da lugar a la posibilidad de hacer hasta 4 veces más marcas que en un CD, es decir, a mayor densidad de datos, o lo que es lo mismo, mayor capacidad.

Tipo de Disco

Características

Capacidad

Equivalente en horas, minutos

Equivalente en CD's

650 MB