Uds De Almacenamiento

Profesor: David Ruiz Castrillo

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INTRODUCCIÓN


En la unidad anterior vimos la memoria principal, en esta unidad veremos la memoria secundaria. Estos dispositivos tienen mucha más capacidad, son mucho más baratos, son más lentos y la información permanece, aunque el dispositivo deje de recibir alimentación eléctrica. Otra de sus características es que, son periféricos que se conectan a la placa base a través de la interfaz y el conector de E/S (interno o externo) correspondiente. Según la tecnología utilizada para almacenar los datos.


podemos distinguir los siguiente tipos:


  • Magnéticos (discos duros, cintas magnéticas y disquetes)
  • Opticos (CD, DVD y Blu-ray)
  • Electrónicos (memorias flash, tarjetas de memoria)
  • memorias de estado sólido (discos duros SSD),…

El sistema de conexión de esos dispositivos consta de tres elementos:


  • El bus de la placa por el que circula la información.
  • El punto de conexión de la placa donde se enchufa el dispositivo.
  • El punto de conexión del dispositivo, denominado interfaz o controladora

IDE:


  • Funcionamiento: Utiliza un bus paralelo para transferir datos entre la controladora y los dispositivos de almacenamiento.
  • Conexiones: Conector de 40 o 80 pines, conecta a la placa base.
  • Número de dispositivos: Controla hasta 2 dispositivos por canal.
  • Tasas de transferencia: Hasta 133 MB/s (ATA-7).
  • Mejoras: Ofrece mayor velocidad y capacidad en comparación con interfaces anteriores como ATA
  • Otras características: Comúnmente utilizado en unidades de disco duro y CD-ROM.



SCSI:


  • Funcionamiento: Utiliza un bus paralelo diferencial para transferir datos entre la controladora y los dispositivos de almacenamiento.
  • Conexiones: Conector de 50 o 68 pines, conecta a la placa base.
  • Número de dispositivos: Controla varios dispositivos en cadena (hasta 8, 15, o 16 dependiendo de la versión).
  • Tasas de transferencia: SCSI-1 (5 MB/s) hasta Ultra320 SCSI (320 MB/s).
  • Mejoras: Ofrece mayor velocidad y capacidad de conexión en comparación con IDE.
  • Otras características: Utilizado en entornos profesionales y servidores.



PCMCIA:


  • Funcionamiento: Proporciona una interfaz para dispositivos de almacenamiento en dispositivos portátiles.
  • Conexiones: Conector de 68 pines, se inserta en una ranura PCMCIA.
  • Número de dispositivos: Controla 1 dispositivo por tarjeta.
  • Tasas de transferencia: Hasta 132 MB/s (PC Card ATA).
  • Mejoras: Facilita la expansión de almacenamiento en dispositivos móviles.
  • Otras características: Reemplazado en gran medida por interfaces más modernas como USB y Thunderbolt.


SATA:


  • Funcionamiento: Utiliza un bus serie para transferir datos entre la controladora y los dispositivos de almacenamiento.
  • Conexiones: Conector de 7 pines, se conecta a la placa base.
  • Número de dispositivos: Controla 1 dispositivo por canal.
  • Tasas de transferencia: SATA I (1.5 Gb/s), SATA II (3 Gb/s), SATA III (6 Gb/s).
  • Mejoras: Mayor velocidad y menor consumo de energía en comparación con IDE.
  • Otras características: Tipos incluyen SATA Express y eSATA para aplicaciones externas.



SAS:


  • Funcionamiento: Similar a SCSI, utiliza un bus serie diferencial para transferir datos.
  • Conexiones: Conector de 29 pines, se conecta a la placa base.
  • Número de dispositivos: Controla múltiples dispositivos en cadena (hasta 128).
  • Tasas de transferencia: SAS 1.5 Gb/s hasta SAS 12 Gb/s.
  • Mejoras: Mayor velocidad y fiabilidad que SCSI.
  • Otras características: Se usa en servidores y entornos de alta demanda.



EIDE


  • Funcionamiento: Similar a IDE, bus paralelo para transferir datos entre la controladora y el almacenamiento.
  • Conexiones: Conector de 40 o 80 pines, se conecta a la placa base.
  • Número de dispositivos: Controla hasta 4 dispositivos por canal.
  • Tasas de transferencia: Hasta 133 MB/s (ATA-7).
  • Mejoras: Mejora la velocidad y capacidad de conexión en comparación con IDE.
  • Otras características: es compatible con dispositivos IDE estándar.


HDD:


  • Qué es: Un HDD es un dispositivo de almacenamiento de datos no volátil que utiliza discos magnéticos
    para almacenar información.

  • Estructura física: Consiste en uno o más discos rígidos recubiertos de material magnético, que giran a alta
    velocidad dentro de una carcasa metálica sellada.

  • Elementos que lo componen: Platos (discos), cabezales de lectura/escritura, motor del huso,
    controlador, interfaz de conexión.

  • Cómo se localizan los datos: Los datos se almacenan en los platos en forma de campos magnéticos, y se accede
    a ellos mediante los cabezales de lectura/escritura que se desplazan sobre la superficie de los platos

  • Sistemas de direccionamiento: Utilizan direcciones de cilindro, cabeza y sector para acceder a los datos.

  • Funcionamiento: Los datos se escriben y leen mediante la manipulación de campos magnéticos en los platos giratorios.

  • Características del disco duro: Alta capacidad de almacenamiento, menor costo por gigabyte en comparación
    con SSD, más propenso a fallas mecánicas.

  • Factor de forma: Puede variar, pero comúnmente 3.5" para unidades de escritorio y 2.5" para portátiles

  • Capacidad de almacenamiento: Varía desde gigabytes hasta varios terabytes.

  • Tiempo de acceso a los datos:
    • Tiempo de búsqueda: Tiempo que tarda el cabezal en posicionarse sobre la pista correcta. Puede oscilar entre
      2 y 12 milisegundos en promedio.

    • Tiempo de latencia: Tiempo que tarda en girar el
      disco hasta que la información deseada pasa bajo el cabezal. Puede oscilar
      entre 2 y 6 milisegundos en promedio para discos estándar de 5400 RPM o 7200 RPM.

    • Tiempo medio de acceso: Tiempo promedio total para acceder a los datos
      Normalmente entre 10 y 20 milisegundos en total.

    • Tiempo medio de lectura/escritura: Tiempo promedio para leer o escribir datos en el disco.
      Es similar al tiempo medio de acceso.

    • Tasa de transferencia: Velocidad a la que se transfieren datos entre el disco y el sistema.
      Generalmente está en el rango de 50 a 200 MB/s
      para discos modernos SATA.

    • Velocidad de transferencia: Medida en megabytes por segundo (MB/s) o gigabytes por segundo (GB/s).


  • Interfaz: Puede ser SATA, SAS o, en modelos más antiguos, IDE/ATA.

  • Caché de disco: Pequeña cantidad de memoria RAM integrada en el disco para almacenar temporalmente
    datos frecuentemente utilizados.



SSD:


  • Qué es: Un SSD es un dispositivo de almacenamiento de datos que utiliza memoria flash para almacenar información de forma permanente.

  • Estructura física: Está compuesto por chips de memoria flash interconectados.

  • Elementos que lo componen: Chips de memoria, controlador, interfaz de conexión.

  • Cómo se localizan los datos: Los datos se almacenan en celdas de memoria dentro de los chips de memoria flash.

  • Sistemas de direccionamiento: Utilizan direcciones de bloque y página para acceder a los datos.

  • Funcionamiento: Los datos se almacenan y acceden electrónicamente, sin partes móviles.

  • Características del SSD: Alta velocidad de acceso y transferencia, menor consumo de energía, mayor resistencia a golpes y vibraciones.

  • Factor de forma: Puede variar, pero comúnmente 2.5" para unidades de escritorio y portátiles, o M.2 para dispositivos ultradelgados.

  • Capacidad de almacenamiento: Varía desde gigabytes hasta varios terabytes.

  • Tiempo de acceso a los datos:
    • Tiempo de búsqueda: No aplica, ya que no hay partes móviles.

    • Tiempo de latencia: Muy bajo, prácticamente instantáneo.

    • Tiempo medio de acceso: Muy rápido, debido a la ausencia de partes móviles

    • Tiempo medio de lectura/escritura: Rápido y consistente.

    • Tasa de transferencia: Alta. Generalmente entre 200 MB/s y 5000 MB/s dependiendo del tipo de interfaz

    • Velocidad de transferencia: Muy alta, medida en megabytes por segundo (MB/s) o gigabytes por segundo (GB/s).


  • Interfaz: Puede ser SATA, PCIe (NVMe), o en dispositivos más antiguos, mSATA.

  • Caché de disco: Algunos SSDs tienen caché para mejorar el rendimiento, pero la mayoría no lo necesita debido a su rapidez inherente.