MEMORIAS
El propósito del almacenamiento es guardar datos que la computadora no esté usando. El almacenamiento tiene tres ventajas sobre la memoria:
Hay más espacio en almacenamiento que en memoria.
El almacenamiento retiene su contenido cuando se apaga el computador
El almacenamiento es más barato que la memoria.
El medio de almacenamiento más común es el disco magnético. El dispositivo que contiene al disco se llama unidad de disco (drive). La mayoría de las computadoras personales tienen un disco duro no removible. Además usualmente hay una o dos unidades de disco flexible, las cuales le permiten usar discos flexibles removibles. El disco duro normalmente puede guardar muchos más datos que un disco flexible y por eso se usa disco duro como el archivero principal de la computadora. Los discos flexibles se usan para cargar programas nuevos, o datos al disco duro, intercambiar datos con otros usuarios o hacer una copia de respaldo de los datos que están en el disco duro.
Una computadora puede leer y escribir información en un disco duro mucho más rápido que en el disco flexible. La diferencia de velocidad se debe a que un disco duro está construido con materiales más pesados, gira mucho más rápido que un disco flexible y está sellado dentro de una cámara de aire, las partículas de polvo no pueden entrar en contacto con las cabezas.
La memorización consiste en la capacidad de registrar sea una cadena de caracteres o de instrucciones (programa) y tanto volver a incorporarlo en determinado proceso como ejecutarlo bajo ciertas circunstancias.
El computador dispone de varios dispositivos de memorización:
La memoria ROM
La memoria RAM
Las memorias externas. Un aspecto importante de la memorización es la capacidad de hacer ese registro en medios permanentes, básicamente los llamados "archivos" grabados en disco.
El acumulador
La principal memoria externa es el llamado "disco duro", que está conformado por un aparato independiente, que contiene un conjunto de placas de plástico magnetizado apto para registrar la "grabación" de los datos que constituyen los "archivos" y sistemas de programas. Ese conjunto de discos gira a gran velocidad impulsado por un motor, y es recorrido también en forma muy veloz por un conjunto de brazos que "leen" sus registros. También contiene un circuito electrónico propio, que recepciona y graba, como también lee y dirige hacia otros componentes del computador la información registrada.
Indudablemente, la memoria externa contenida en el disco duro es la principal fuente del material de información (data) utilizado para la operación del computador, pues es en él que se registran el sistema de programas que dirige su funcionamiento general (sistema operativo), los programas que se utilizan para diversas formas de uso (programas de utilidad) y los elementos que se producen mediante ellos (archivos de texto, bases de datos, etc.).
Unidades de Memoria
BIT: puede tener valore de 0 y 1, es decir sistema binario
BYTE: son 8 Bits.
KILOBYTE (KB) = 2 **10 bytes
MEGABYTE (MB) = 2 ** 10 Kilobyte = 2 ** 20 Bytes
GIGABYTE (GB) = 2** 10 Megabyte = 2** 30 Bytes
TERABYTE (TB) =2**10 Gigabyte = 2**40 Bytes
Es necesario aclarar que las unidades son infinitas, pero las antes nombradas son las usadas.
BIT: su nombre se debe a la contracción de Binary Digit, es la mínima unidad de información y puede ser un cero o un uno
BYTE: es la también conocida como el octeto, formada por ocho bits, que es la unidad básica, las capacidades de almacenamiento en las computadoras se organiza en potencias de dos, 16, 32, 64.
Las demás unidades son solo múltiplos de las anteriores, por ello cada una de ellas están formadas por un determinado numero de Bits.
La memoria principal o RAM
Acrónimo de Random Access Memory, (Memoria de Acceso Aleatorio) es donde el ordenador guarda los datos que está utilizando en el momento presente. Se llama de acceso aleatorio porque el procesador accede a la información que está en la memoria en cualquier punto sin tener que acceder a la información anterior y posterior. Es la memoria que se actualiza constantemente mientras el ordenador está en uso y que pierde sus datos cuando el ordenador se apaga.
Cuando las aplicaciones se ejecutan, primeramente deben ser cargadas en memoria RAM. El procesador entonces efectúa accesos a dicha memoria para cargar instrucciones y enviar o recoger datos. Reducir el tiempo necesario para acceder a la memoria, ayuda a mejorar las prestaciones del sistema. La diferencia entre la RAM y otros tipos de memoria de almacenamiento, como los disquetes o discos duros, es que la RAM es mucho más rápida, y se borra al apagar el ordenador.
Es una memoria dinámica, lo que indica la necesidad de "recordar" los datos a la memoria cada pequeños periodos de tiempo, para impedir que esta pierda la información. Eso se llama Refresco. Cuando se pierde la alimentación, la memoria pierde todos los datos. "Random Access", acceso aleatorio, indica que cada posición de memoria puede ser leída o escrita en cualquier orden. Lo contrario seria el acceso secuencial, en el cual los datos tienen que ser leídos o escritos en un orden predeterminado.
Es preciso considerar que a cada BIT de la memoria le corresponde un pequeño condensador al que le aplicamos una pequeña carga eléctrica y que mantienen durante un tiempo en función de la constante de descarga. Generalmente el refresco de memoria se realiza cíclicamente y cuando esta trabajando el DMA. El refresco de la memoria en modo normal esta a cargo del controlador del canal que también cumple la función de optimizar el tiempo requerido para la operación del refresco. Posiblemente, en más de una ocasión en el ordenador aparecen errores de en la memoria debido a que las memorias que se están utilizando son de una velocidad inadecuada que se descargan antes de poder ser refrescadas.
Las posiciones de memoria están organizadas en filas y en columnas. Cuando se quiere acceder a la RAM se debe empezar especificando la fila, después la columna y por último se debe indicar si deseamos escribir o leer en esa posición. En ese momento la RAM coloca los datos de esa posición en la salida, si el acceso es de lectura o coge los datos y los almacena en la posición seleccionada, si el acceso es de escritura.
La cantidad de memoria Ram de nuestro sistema afecta notablemente a las prestaciones, fundamentalmente cuando se emplean sistemas operativos actuales. En general, y sobretodo cuando se ejecutan múltiples aplicaciones, puede que la demanda de memoria sea superior a la realmente existente, con lo que el sistema operativo fuerza al procesador a simular dicha memoria con el disco duro (memoria virtual). Una buena inversión para aumentar las prestaciones será por tanto poner la mayor cantidad de RAM posible, con lo que minimizaremos los accesos al disco duro.
Los sistemas avanzados emplean RAM entrelazada, que reduce los tiempos de acceso mediante la segmentación de la memoria del sistema en dos bancos coordinados. Durante una solicitud particular, un banco suministra la información al procesador, mientras que el otro prepara datos para el siguiente ciclo; en el siguiente acceso, se intercambian los papeles.
Los módulos habituales que se encuentran en el mercado, tienen unos tiempos de acceso de 60 y 70 ns (aquellos de tiempos superiores deben ser desechados por lentos). Es conveniente que todos los bancos de memoria estén constituidos por módulos con el mismo tiempo de acceso y a ser posible de 60 ns.
Hay que tener en cuenta que el bus de datos del procesador debe coincidir con el de la memoria, y en el caso de que no sea así, esta se organizará en bancos, habiendo de tener cada banco la cantidad necesaria de módulos hasta llegar al ancho buscado. Por tanto, el ordenador sólo trabaja con bancos completos, y éstos sólo pueden componerse de módulos del mismo tipo y capacidad. Como existen restricciones a la hora de colocar los módulos, hay que tener en cuenta que no siempre podemos alcanzar todas las configuraciones de memoria. Tenemos que rellenar siempre el banco primero y después el banco número dos, pero siempre rellenando los dos zócalos de cada banco (en el caso de que tengamos dos) con el mismo tipo de memoria. Combinando diferentes tamaños en cada banco podremos poner la cantidad de memoria que deseemos.
Tipos de memorias RAM
DRAM: acrónimo de "Dynamic Random Access Memory", o simplemente RAM ya que es la original, y por tanto la más lenta.
Usada hasta la época del 386, su velocidad de refresco típica es de 80 ó 70 nanosegundos (ns), tiempo éste que tarda en vaciarse para poder dar entrada a la siguiente serie de datos. Por ello, la más rápida es la de 70 ns. Físicamente, aparece en forma de DIMMs o de SIMMs, siendo estos últimos de 30 contactos.
FPM (Fast Page Mode): a veces llamada DRAM, puesto que evoluciona directamente de ella, y se usa desde hace tanto que pocas veces se las diferencia. Algo más rápida, tanto por su estructura (el modo de Página Rápida) como por ser de 70 ó 60 ns. Es lo que se da en llamar la RAM normal o estándar. Usada hasta con los primeros Pentium, físicamente aparece como SIMMs de 30 ó 72 contactos (los de 72 en los Pentium y algunos 486).
Para acceder a este tipo de memoria se debe especificar la fila (página) y seguidamente la columna. Para los sucesivos accesos de la misma fila sólo es necesario especificar la columna, quedando la columna seleccionada desde el primer acceso. Esto hace que el tiempo de acceso en la misma fila (página) sea mucho más rápido. Era el tipo de memoria normal en los ordenadores 386, 486 y los primeros Pentium y llegó a alcanzar velocidades de hasta 60 ns. Se presentaba en módulos SIMM de 30 contactos (16 bits) para los 386 y 486 y en módulos de 72 contactos (32 bits) para las últimas placas 486 y las placas para Pentium.
EDO o EDO-RAM: Extended Data Output-RAM. Evoluciona de la FPM. Permite empezar a introducir nuevos datos mientras los anteriores están saliendo (haciendo su Output), lo que la hace algo más rápida (un 5%, más o menos). Mientras que la memoria tipo FPM sólo podía acceder a un solo byte (una instrucción o valor) de información de cada vez, la memoria EDO permite mover un bloque completo de memoria a la caché interna del procesador para un acceso más rápido por parte de éste. La estándar se encontraba con refrescos de 70, 60 ó 50 ns. Se instala sobre todo en SIMMs de 72 contactos, aunque existe en forma de DIMMs de 168.
La ventaja de la memoria EDO es que mantiene los datos en la salida hasta el siguiente acceso a memoria. Esto permite al procesador ocuparse de otras tareas sin tener que atender a la lenta memoria. Esto es, el procesador selecciona la posición de memoria, realiza otras tareas y cuando vuelva a consultar la DRAM los datos en la salida seguirán siendo válidos. Se presenta en módulos SIMM de 72 contactos (32 bits) y módulos DIMM de 168 contactos (64 bits).
SDRAM: Sincronic-RAM. Es un tipo síncrono de memoria, que, lógicamente, se sincroniza con el procesador, es decir, el procesador puede obtener información en cada ciclo de reloj, sin estados de espera, como en el caso de los tipos anteriores. Sólo se presenta en forma de DIMMs de 168 contactos; es la opción para ordenadores nuevos.
SDRAM funciona de manera totalmente diferente a FPM o EDO. DRAM, FPM y EDO transmiten los datos mediante señales de control, en la memoria SDRAM el acceso a los datos esta sincronizado con una señal de reloj externa.
La memoria EDO está pensada para funcionar a una velocidad máxima de BUS de 66 Mhz, llegando a alcanzar 75MHz y 83 MHz. Sin embargo, la memoria SDRAM puede aceptar velocidades de BUS de hasta 100 MHz, lo que dice mucho a favor de su estabilidad y ha llegado a alcanzar velocidades de 10 ns. Se presenta en módulos DIMM de 168 contactos (64 bits). El ser una memoria de 64 bits, implica que no es necesario instalar los módulos por parejas de módulos de igual tamaño, velocidad y marca
PC-100 DRAM: Este tipo de memoria, en principio con tecnología SDRAM, aunque también la habrá EDO. La especificación para esta memoria se basa sobre todo en el uso no sólo de chips de memoria de alta calidad, sino también en circuitos impresos de alta calidad de 6 o 8 capas, en vez de las habituales 4; en cuanto al circuito impreso este debe cumplir unas tolerancias mínimas de interferencia eléctrica; por último, los ciclos de memoria también deben cumplir unas especificaciones muy exigentes. De cara a evitar posibles confusiones, los módulos compatibles con este estándar deben estar identificados así: PC100-abc-def.
BEDO (burst Extended Data Output): Fue diseñada originalmente para soportar mayores velocidades de BUS. Al igual que la memoria SDRAM, esta memoria es capaz de transferir datos al procesador en cada ciclo de reloj, pero no de forma continuada, como la anterior, sino a ráfagas (bursts), reduciendo, aunque no suprimiendo totalmente, los tiempos de espera del procesador para escribir o leer datos de memoria.
RDRAM: (Direct Rambus DRAM). Es un tipo de memoria de 64 bits que puede producir ráfagas de 2ns y puede alcanzar tasas de transferencia de 533 MHz, con picos de 1,6 GB/s. Pronto podrá verse en el mercado y es posible que tu próximo equipo tenga instalado este tipo de memoria. Es el componente ideal para las tarjetas gráficas AGP, evitando los cuellos de botella en la transferencia entre la tarjeta gráfica y la memoria de sistema durante el acceso directo a memoria (DIME) para el almacenamiento de texturas gráficas. Hoy en día la podemos encontrar en las consolas NINTENDO 64.
DDR SDRAM: (Double Data Rate SDRAM o SDRAM-II). Funciona a velocidades de 83, 100 y 125MHz, pudiendo doblar estas velocidades en la transferencia de datos a memoria. En un futuro, esta velocidad puede incluso llegar a triplicarse o cuadriplicarse, con lo que se adaptaría a los nuevos procesadores. Este tipo de memoria tiene la ventaja de ser una extensión de la memoria SDRAM, con lo que facilita su implementación por la mayoría de los fabricantes.
SLDRAM: Funcionará a velocidades de 400MHz, alcanzando en modo doble 800MHz, con transferencias de 800MB/s, llegando a alcanzar 1,6GHz, 3,2GHz en modo doble, y hasta 4GB/s de transferencia. Se cree que puede ser la memoria a utilizar en los grandes servidores por la alta transferencia de datos.
ESDRAM: Este tipo de memoria funciona a 133MHz y alcanza transferencias de hasta 1,6 GB/s, pudiendo llegar a alcanzar en modo doble, con una velocidad de 150MHz hasta 3,2 GB/s.
La memoria FPM (Fast Page Mode) y la memoria EDO también se utilizan en tarjetas gráficas, pero existen además otros tipos de memoria DRAM, pero que SÓLO de utilizan en TARJETAS GRÁFICAS, y son los siguientes:
MDRAM (Multibank DRAM) Es increíblemente rápida, con transferencias de hasta 1 GIGA/s, pero su coste también es muy elevado.
SGRAM (Synchronous Graphic RAM) Ofrece las sorprendentes capacidades de la memoria SDRAM para las tarjetas gráficas. Es el tipo de memoria más popular en las nuevas tarjetas gráficas aceleradoras 3D.
VRAM Es como la memoria RAM normal, pero puede ser accedida al mismo tiempo por el monitor y por el procesador de la tarjeta gráfica, para suavizar la presentación gráfica en pantalla, es decir, se puede leer y escribir en ella al mismo tiempo.
WRAM (Window RAM) Permite leer y escribir información de la memoria al mismo tiempo, como en la VRAM, pero está optimizada para la presentación de un gran número de colores y para altas resoluciones de pantalla. Es un poco más económica que la anterior.
Para procesadores lentos, por ejemplo el 486, la memoria FPM era suficiente. Con procesadores más rápidos, como los Pentium de primera generación, se utilizaban memorias EDO. Con los últimos procesadores Pentium de segunda y tercera generación, la memoria SDRAM es la mejor solución.
La memoria más exigente es la PC100 (SDRAM a 100 MHz), necesaria para montar un AMD K6-2 o un Pentium a 350 MHz o más. Va a 100 MHz en vez de los 66 MHZ usuales.
La memoria ROM se caracteriza porque solamente puede ser leída (ROM=Read Only Memory). Alberga una información esencial para el funcionamiento del computador, que por lo tanto no puede ser modificada porque ello haría imposible la continuidad de ese funcionamiento.
Uno de los elementos más característicos de la memoria ROM, es el BIOS, (Basic Input-Output System = sistema básico de entrada y salida de datos) que contiene un sistema de programas mediante el cual el computador "arranca" o "inicializa", y que están "escritos" en forma permanente en un circuito de los denominados CHIPS que forman parte de los componentes físicos del computador, llamados "hardware".
Dispositivos de Almacenamiento Secundario
La memoria secundaria son todas las unidades de disco que en un computador puede tener, se usan para almacenar programas ejecutables y grandes volúmenes de datos que requieren ser acsesados en algún momento.
Los Floppy drives: Por mala y anticuada que sea una computadora, siempre dispone de al menos uno de estos aparatos. Su capacidad es totalmente insuficiente para las necesidades actuales, pero cuentan con la ventaja que les dan los muchos años que llevan como estándar absoluto para almacenamiento portátil.
¿Estándar? Bien, quizá no tanto. Desde aquel lejano 1981, el mundo del PC ha conocido casi diez tipos distintos de disquetes y de lectores para los mismos. Originariamente los disquetes eran flexibles y bastante grandes, unas 5,25 pulgadas de ancho. La capacidad primera de 160 Kb se reveló enseguida como insuficiente, por lo que empezó a crecer y no paró hasta los 1,44 MB, ya con los disquetes actuales, más pequeños (3,5"), más rígidos y protegidos por una pestaña metálica.
Incluso existe un modelo de 2,88 MB y 3,5" que incorporaban algunas computadoras IBM, pero no llegó a cuajar porque los discos resultaban algo caros y seguían siendo demasiado escasos para aplicaciones un tanto serias; mucha gente opina que hasta los 100 MB de un Zip son insuficientes.
Las disqueteras son compatibles "hacia atrás"; es decir, que en una disquetera de 3,5" de alta densidad (de 1,44 MB) podemos usar discos de 720 Kb o de 1,44 MB, pero en una de doble densidad, más antigua, sólo podemos usarlos de 720 Kb.
Unidades de disco Ls-120: es una unidad diseñada para la lectura y escritura en disquetes de 3 ½ pulgadas de gran capacidad de almacenamiento (120 MB) en especial para archivos y programas modernos mas amplios. La tecnología del LS -120 utiliza una interfase IDE que graba en pistas de alta densidad, las cuales son leídas por un rayo láser en cabezas de alta precisión.
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 la computadora de manera permanente), Winchester (por ser esta la primera marca de cabezas para disco duro). Estas denominaciones aunque son las habituales no son exactas ya que existen discos de iguales prestaciones pero son flexibles, o bien removibles o transportables.
Las capacidades de los discos duros varían desde 10 Mb. hasta varios GB. en minis y grandes computadoras. Para conectar un disco duro a una computadora es necesario disponer de una tarjeta controladora (o interfaz). La velocidad de acceso depende en gran parte de la tecnología del propio disco duro y de la tarjeta controladora asociada al discos 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 han evolucionado mucho desde los modelos primitivos de 10 ó 20 MB. Actualmente los tamaños son del orden de varios gigabytes, el tiempo medio de acceso es muy bajo (menos de 20 ms) y su velocidad de transferencia es tan alta que deben girar a más de 5000 r.p.m. (revoluciones por minuto), lo que desgraciadamente hace que se calienten como demonios, por lo que no es ninguna tontería instalarles un ventilador para su refrigeración.
Una diferencia fundamental entre unos y otros discos duros es su interfaz de conexión. Antiguamente se usaban diversos tipos, como MFM, RLL o ESDI, aunque en la actualidad sólo se emplean dos: IDE y SCSI.
El interfaz usado por el disco duro: El interfaz es la conexión entre el mecanismo de la unidad de disco y el bus del sistema. El interfaz define la forma en que las señales pasan entre el bus del sistema y el disco duro. En el caso del disco, su interfaz se denomina controladora o tarjeta controladora, y se encarga no sólo de transmitir y transformar la información que parte de y llega al disco, sino también de seleccionar la unidad a la que se quiere acceder, del formato, y de todas las órdenes de bajo nivel en general. La controladora a veces se encuentra dentro de la placa madre.
Se encuentran gobernados por una controladora y un determinado interfaz que puede ser:
· ST506: Es un interfaz a nivel de dispositivo; el primer interfase utilizado en los PC’s. Proporciona un valor máximo de transferencia de datos de menos de 1 Mbyte por segundo (625k por segundo con codificación MFM, y 984k por segundo con codificación RLL). Actualmente esta desfasado y ya no hay modelos de disco duro con este tipo de interfaz.
· ESDI: Es un interfaz a nivel de dispositivo diseñado como un sucesor del ST506 pero con un valor más alto de transferencia de datos (entre 1.25 y 2.5 Mbytes por segundo).Ya ha dejado de utilizarse este interfaz y es difícil de encontrar.
· IDE: Es un interfase a nivel de sistema que cumple la norma ANSI de acoplamiento a los AT y que usa una variación sobre el bus de expansión del AT (por eso también llamados discos tipo AT) para conectar una unidad de disco a la CPU, con un valor máximo de transferencia de 4 Mbytes por segundo. En principio, IDE era un término genérico para cualquier interfaz a nivel de sistema. La especificación inicial de este interfaz está mal definida. Es más rápida que los antiguos interfaz ST506 y ESDI pero con la desaparición de los ATs este interfaz desaparecerá para dejar paso al SCSI y el SCSI-2.
Íntimamente relacionado con el IDE, tenemos lo que se conoce como ATA, concepto que define un conjunto de normas que deben cumplir los dispositivos. Años atrás la compañía Western Digital introdujo el standard E-IDE (Enhanced IDE), que mejoraba la tecnología superando el límite de acceso a particiones mayores de 528 Mb. y se definió ATAPI, normas para la implementación de lectores de CD-ROM y unidades de cinta con interfaz IDE. E-IDE se basa en el conjunto de especificaciones ATA-2. Como contrapartida comercial a E-IDE, la empresa Seagate presento el sistema FAST-ATA-2, basado principalmente en las normas ATA-2. En cualquier caso a los discos que sean o bien E-IDE o FAST-ATA, se les sigue aplicando la denominación IDE como referencia.
Para romper la barrera de los 528 Mb. las nuevas unidades IDE proponen varias soluciones:
* El CHS es una traducción entre los parámetros que la BIOS contiene de cilindros, cabezas y sectores (ligeramente incongruentes) y los incluidos en el software de sólo lectura (Firmware) que incorpora la unidad de disco.
* El LBA (dirección lógica de bloque), estriba en traducir la información CHS en una dirección de 28 bits manejables por el sistema operativo, para el controlador de dispositivo y para la interfaz de la unidad.
Debido a la dificultad que entraña la implementación de la compatibilidad LBA en BIOS, muchos de las computadoras personales de fabricación más reciente continúan ofreciendo únicamente compatibilidad con CHS. El techo de la capacidad que permite las solución CHS se sitúa en los 8.4 GB, que por el momento parecen suficientes.
· SCSI: Es un interfase a nivel de sistema, diseñado para aplicaciones de propósito general, que permite que se conecten hasta siete dispositivos a un único controlador. Usa una conexión paralela de 8 bits que consigue un valor máximo de transferencia de 5 Mbytes por segundo. Actualmente se puede oír hablar también de SCSI-2 que no es más que una versión actualizada y mejorada de este interfase. Es el interfase con más futuro, si bien tiene problemas de compatibilidad entre las diferentes opciones de controladoras, discos duros, impresoras, unidades de CD-ROM y demás dispositivos que usan este interfase debido a la falta de un estándar verdaderamente sólido.
Las mejoras del SCSI-2 sobre el SCSI tradicional son el aumento de la velocidad a través del bus, desde 5 Mhz a 10 Mhz, duplicando de esta forma el caudal de datos. Además se aumenta el ancho del bus de 8 a 16 bits, doblando también el flujo de datos. Actualmente se ha logrado el ancho de 32 bits, consiguiendo velocidades teóricas de hasta 40 Mbytes / seg.
Los interfaces IDE y SCSI llevan la electrónica del controlador en el disco, por lo que el controlador realmente no suele ser más que un adaptador principal para conectar el disco al PC. Como se puede ver unos son interfaz a nivel de dispositivo y otros a nivel de sistema, la diferencia entre ambos es:
· INTERFAZ A NIVEL DE DISPOSITIVO: Es un interfaz que usa un controlador externo para conectar discos al PC. Entre otras funciones, el controlador convierte la ristra de datos del disco en datos paralelos para el bus del microprocesador principal del sistema. ST506 y ESDI son interfaz a nivel de dispositivo.
· INTERFAZ A NIVEL DE SISTEMA: Es una conexión entre el disco duro y su sistema principal que pone funciones de control y separación de datos sobre el propio disco (y no en el controlador externo), SCSI e IDE son interfaz a nivel de sistema.
Discos duros IDE
El interfaz IDE (más correctamente denominado ATA, el estándar de normas en que se basa) es el más usado en PCs normales, debido a que tiene un balance bastante adecuado entre precio y prestaciones. Los discos duros IDE se distribuyen en canales en los que puede haber un máximo de 2 dispositivos por canal; en el estándar IDE inicial sólo se disponía de un canal, por lo que el número máximo de dispositivos IDE era 2.
El estándar IDE fue ampliado por la norma ATA-2 en lo que se ha dado en denominar EIDE (Enhanced IDE o IDE mejorado). Los sistemas EIDE disponen de 2 canales IDE, primario y secundario, con lo que pueden aceptar hasta 4 dispositivos, que no tienen porqué ser discos duros mientras cumplan las normas de conectores ATAPI; por ejemplo, los CD-ROMs y algunas unidades SuperDisk se presentan con este tipo de conector.
En cada uno de los canales IDE debe haber un dispositivo Maestro (master) y otro Esclavo (slave). El maestro es el primero de los dos y se suele situar al final del cable, asignándosele generalmente la letra "C" en DOS. El esclavo es el segundo, normalmente conectado en el centro del cable entre el maestro y la controladora, la cual muchas veces está integrada en la propia placa base; se le asignaría la letra "D".
Los dispositivos IDE o EIDE como discos duros o CD-ROMs disponen de unos microinterruptores (jumpers), situados generalmente en la parte posterior o inferior de los mismos, que permiten seleccionar su carácter de maestro, esclavo o incluso otras posibilidades como "maestro sin esclavo". Las posiciones de los jumpers vienen indicadas en una etiqueta en la superficie del disco, o bien en el manual o serigrafiadas en la placa de circuito del disco duro, con las letras M para designar "maestro" y S para "esclavo".
Los modos DMA tienen la ventaja de que liberan al microprocesador de gran parte del trabajo de la transferencia de datos, encargándoselo al chipset de la placa (si es que éste tiene esa capacidad, como ocurre desde los tiempos de los Intel Tritón), algo parecido a lo que hace la tecnología SCSI. Sin embargo, la activación de esta característica (conocida como bus mastering) requiere utilizar los drivers adecuados y puede dar problemas con el CD-ROM, por lo que en realidad el único modo útil es el UltraDMA.
Discos duros SCSI
Sobre este interfaz ya hemos hablado antes en el apartado de generalidades; sólo recalcar que la ventaja de estos discos no está en su mecánica, que puede ser idéntica a la de uno IDE (misma velocidad de rotación, mismo tiempo medio de acceso...) sino en que la transferencia de datos es más constante y casi independiente de la carga de trabajo del microprocesador.
Esto hace que la ventaja de los discos duros SCSI sea apreciable en computadoras cargadas de trabajo, como servidores, computadoras para CAD o vídeo, o cuando se realiza multitarea de forma intensiva, mientras que si lo único que queremos es cargar Word y hacer una carta la diferencia de rendimiento con un disco UltraDMA será inapreciable.
En los discos SCSI resulta raro llegar a los 20 MB/s de transferencia teórica del modo Ultra SCSI, y ni de lejos a los 80 MB/s del modo Ultra-2 Wide SCSI, pero sí a cifras quizá alcanzables pero nunca superables por un disco IDE. De lo que no hay duda es que los discos SCSI son una opción profesional, de precio y prestaciones elevadas, por lo que los fabricantes siempre escogen este tipo de interfaz para sus discos de mayor capacidad y velocidad. Resulta francamente difícil encontrar un disco duro SCSI de mala calidad, pero debido a su alto precio conviene proteger nuestra inversión buscando uno con una garantía de varios años, 3 ó más por lo que pueda pasar... aunque sea improbable.
Los componentes físicos de una unidad de disco duro
· CABEZA DE LECTURA / ESCRITURA: Es la parte de la unidad de disco que escribe y lee los datos del disco. 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.
· DISCO: 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.
· EJE: Es la parte del disco duro que actúa como soporte, sobre el cual están montados y giran los platos del disco.
· IMPULSOR DE CABEZA: Es el mecanismo que mueve las cabezas de lectura / escritura radialmente a través de la superficie de los platos de la unidad de disco.
Mientras que lógicamente la capacidad de un disco duro puede ser medida según los siguientes parámetros:
· CILINDRO: Es una pila tridimensional de pistas verticales de los múltiples platos. El número de cilindros de un disco corresponde al número de posiciones diferentes en las cuales las cabezas de lectura/escritura pueden moverse.
· CLUSTER: Es un grupo de sectores que es la unidad más pequeña de almacenamiento reconocida por el DOS. Normalmente 4 sectores de 512 bytes constituyen un Cluster (racimo), y uno o más Cluster forman una pista.
· PISTA: 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.
· SECTOR: Es la unidad básica de almacenamiento de datos sobre discos duros. En la mayoría de los discos duros los sectores son de 512 Bytes cada uno, cuatro sectores constituyen un Cluster.
Otros elementos a tener en cuenta en el funcionamiento de la unidad es el tiempo medio entre fallos, MTBF (Mean Time Between Failures), se mide en horas (15000, 20000, 30000..) y a mayor numero mas fiabilidad del disco, ya que hay menor posibilidad de fallo de la unidad. Otro factor es el AUTOPARK o aparcamiento automático de las cabezas, consiste en el posicionamiento de las cabezas en un lugar fuera del alcance de la superficie del disco duro de manera automático al apagar la computadora, esto evita posibles daños en la superficie del disco duro cuando la unidad es sometida a vibraciones o golpes en un posible traslado.
Dispositivos removibles
Se denominan removibles porque graban la información en soportes (discos o cartuchos) que se pueden remover o extraer en introducir en otra maquina.
Para hacer una adquisición inteligente se deben tener en cuenta algunos parámetros como la velocidad, durabilidad, portabilidad y el más importante de todos: su precio.
Dispositivos hasta 250 MB de capacidad: Son dispositivos que buscan ofrecer un sustituto de la disquetera, pero sin llegar a ser una opción clara como backup (copia de seguridad) de todo un disco duro. Hoy en día muchos archivos alcanzan fácilmente el megabyte de tamaño, y eso sin entrar en campos como el CAD o el tratamiento de imagen digital, donde un archivo de 10 MB no es en absoluto raro.
Zip (Iomega) - 100 MB
Pros: portabilidad, reducido formato, precio global, muy extendido
Contras: capacidad reducida, incompatible con disquetes de 3,5"
Las unidades Zip se caracterizan externamente por ser de un color azul oscuro, al igual que los disquetes habituales. Estos discos son dispositivos magnéticos un poco mayores que los clásicos disquetes de 3,5 pulgadas, aunque mucho más robustos y fiables, con una capacidad sin compresión de 100 MB una vez formateados.
Este tamaño les hace inapropiados para hacer copias de seguridad del disco duro completo, aunque idóneos para archivar todos los archivos referentes a un mismo tema o proyecto en un único disco. Su velocidad de transferencia de datos no resulta comparable a la de un disco duro actual, aunque son decenas de veces más rápidos que una disquetera tradicional (alrededor de 1 MB/s para la versión SCSI).
Existen en diversos formatos, tanto internos como externos. Los internos pueden tener interfaz IDE, como la de un disco duro o CD-ROM, o bien SCSI; ambas son bastante rápidas, la SCSI un poco más, aunque su precio es también superior.
Las versiones externas aparecen con interfaz SCSI (con un rendimiento idéntico a la versión interna) o bien conectable al puerto paralelo, sin tener que prescindir de la impresora conectada a éste.
SuperDisk LS-120 - 120 MB (Imation/Panasonic)
Pros: reducido formato, precio global, compatibilidad con disquetes 3.5"
Contras: capacidad algo reducida, menor aceptación que el Zip
Aparenta ser un disquete de 3.5" algo más grueso, y ya tiene 120 MB a su disposición. Pero es un dispositivo diferente (ojo, usa una nueva disquetera, es decir no basta con comprarse los superdisquetes también hay que tener la lectora)
La unidad se vende con conexión IDE para la versión interna o bien puerto paralelo (el de impresora) para la externa, que, aunque parece menos pensada para viajes accidentados que el Zip, permite conectarla a cualquier ordenador sin mayores problemas. Además, acaba de ser presentada una versión USB que hace la instalación aún más sencilla. Si la BIOS de su placa lo permite (lo cual sólo ocurre con placas modernas de una cierta calidad, por ejemplo muchas para Pentium II) puede configurar la versión IDE incluso como unidad de arranque, con lo que no necesitará para nada la disquetera de 3,5".
Su mayor "handicap" reside en haber dejado al Zip como única opción durante demasiado tiempo, pero la compatibilidad con los disquetes de 3,5" y sus 20 MB extra parece que están cambiando esta situación.
EZFlyer (SyQuest) - 230 MB
Pros: precio de los discos, capacidad elevada
Contras: poca implantación
El EZFlyer es el descendiente del EZ135, cuyos discos de 135 MB puede utilizar además de los suyos propios de 230 MB. Se trata de lo que se suele denominar un dispositivo Winchester, que en este caso no es un rifle sino un disco duro removible como lo es el Jaz.
Como dispositivo de este tipo, es tremendamente veloz: hasta 2 MB/s y menos de 20 ms de tiempo de acceso para la versión SCSI, unas cifras muy por encima de lo que son capaces de conseguir el Zip y el SuperDisk. A decir verdad, se trata de un producto excelente, con el único problema de ser de gran tamaño físico.
Es un buen dispositivo, cómodo, transportable, asequible de precio y capaz ya de realizar backups de un disco duro completo, aunque seguimos necesitando una cantidad de discos considerable. Existe en versiones SCSI y para puerto paralelo, de las cuales recomendamos la SCSI, como siempre, ya que la de puerto paralelo permite mayor transportabilidad pero limita la velocidad a la mitad.
Dispositivos hasta 2 GB de capacidad En general podemos decir que en el mundo PC sólo se utilizan de manera común dos tipos de dispositivos de almacenamiento que alcancen esta capacidad: las cintas de datos y los magneto-ópticos de 5.25". Las cintas son dispositivos orientados específicamente a realizar copias de seguridad masivas a bajo costo, mientras que los magneto-ópticos de 5.25" son mucho más versátiles... y muchísimo más caros.
A estos dispositivos se les podría denominar multifuncionales; sirven tanto para guardar grandes archivos o proyectos de forma organizada, como para realizar copias de seguridad del disco duro de forma cómoda e incluso como sustitutos de un segundo disco duro... o en el caso extremo, incluso del primero.
Magneto-ópticos de 3.5" - 128 MB a 1.3 GB
Pros: alta seguridad de los datos, portabilidad, bajo precio de los discos, fácil manejo
Contras: inversión inicial, poca implantación
Se trata de dispositivos que aúnan lo mejor de ambas tecnologías para ofrecer un producto con un bajo costo por MB almacenado, bastante rápido, con un soporte absolutamente transportable y sobre todo perdurable: almacenan sus datos prácticamente para siempre, sin afectarles lo más mínimo los campos magnéticos (ni el polvo, calor, humedad, etc., hasta un límite razonable), a la vez que le permite rescribir sus datos tantas veces como quiera.
Una vez instalada la unidad, se maneja como si fuera un disco duro más (sin necesidad de ningún programa accesorio). Existen discos y lectores-grabadores de 128, 230, 540, 640 MB y 1.3 GB, pero en la actualidad sólo son recomendables los de 640 MB y 1.3 GB (estos últimos algo caros), que además permiten leer y escribir en los discos de menor capacidad (excepto en los de 128 MB, que generalmente sólo pueden ser leídos). Ah, no son compatibles con esas antiguallas que son los disquetes normales de 1.44 MB, por supuesto.
Su velocidad es muy elevada, pero tiene el problema de que el proceso utilizado obliga a que la escritura se realice a la mitad de la velocidad de la lectura. Para subsanar este problema, Fujitsu (una de las empresas que más potencian este mercado) a sacado unos nuevos modelos con tecnología LIMDOW (también conocida simplemente como OW, por OverWrite) en los que se puede alcanzar más de 1.5 MB/s en escritura.
Grabadoras de CD-ROM - 650 MB hasta 700 MB
Pros: alta seguridad de los datos, compatibilidad, bajo precio de los discos
Contras: inversión inicial, capacidad y velocidad relativamente reducidas
Lo primero, hacer distinción entre grabadoras (aquellas que sólo permiten grabar la información una vez, sin que luego se pueda volver a escribir en el CD) y regrabadoras (las que, utilizando los discos apropiados, permiten grabarles numerosas veces, en teoría unas mil). De todas formas cada vez quedan menos grabadoras que no sean también regrabadoras, pero conviene que se informe por si acaso, evidentemente no es lo mismo lo uno que lo otro.
Las grabadoras son como lectores de CD-ROM pero que permiten grabar además de leer. ¿En cualquier tipo de CD? No, en absoluto, para nada. Los CDs comerciales, de música o datos, son absolutamente inalterables, lo cual es una de sus ventajas. Los CDs gravables son especiales y de dos tipos: CD-R (Recordable, gravable una única vez) y CD-RW (ReWritable, regrabable múltiples veces) por unos 8 a 15 pesos.
Las características de esta tecnología determinan a la vez sus ventajas y sus principales problemas; los CD-ROMs, aunque son perfectos para distribuir datos por estar inmensamente extendidos, nunca han sido un prodigio de velocidad, y las grabadoras acentúan esta carencia. Si en los lectores de CD-ROM se habla como mínimo de 24x (otra cosa es que eso sea mentira, en realidad la velocidad media pocas veces supera los 1.8 MB/s, los 12x), en estas unidades la grabación se realiza generalmente a 4x (600 Kb/s), aunque algunas ofrecen ya 8x o más.
Para realizar una grabación de cualquier tipo se recomienda poseer un equipo relativamente potente, digamos un Pentium sobrado de RAM (al menos 64 MB). Para evitar quedarnos cortos (lo que puede impedir llegar a grabar a 4x o estropear el CD por falta de continuidad de datos) podemos comprar una grabadora SCSI, que dan un flujo de datos más estable, tener una fuente de datos (disco duro o CD-ROM).
Jaz (Iomega) - 1 GB ó 2 GB
Pros: capacidad muy elevada, velocidad, portabilidad
Contras: inversión inicial, no tan resistente como un magneto-óptico, cartuchos relativamente caros
Las cifras de velocidad del Jaz son absolutamente alucinantes, casi indistinguibles de las de un disco duro moderno: poco más de 5 MB/s y menos de 15 ms. La razón de esto es fácil de explicar: cada cartucho Jaz es internamente, a casi todos los efectos, un disco duro al que sólo le falta el elemento lector-grabador, que se encuentra en la unidad.
Por ello, atesora las ventajas de los discos duros: gran capacidad a bajo precio y velocidad, junto con sus inconvenientes: información sensible a campos magnéticos, durabilidad limitada en el tiempo, relativa fragilidad. De cualquier forma, y sin llegar a la extrema resistencia de los discos Zip, podemos calificar este soporte de duro y fiable, aunque la información nunca estará tan a salvo como si estuviera guardada en un soporte óptico o magneto-óptico.
SyJet (SyQuest) - 1.5 GB
Pros: capacidad muy elevada, velocidad, portabilidad, precio de los cartuchos
Contras: inversión inicial, no tan resistente como un magneto-óptico
Casi idéntico al Jaz pero con cartuchos de 1.5 GB y una velocidad mínimamente inferior, de 5 MB/s y menos de 15 ms. Existe con todo tipo de interfaces: SCSI, EIDE e incluso puerto paralelo, pero por supuesto no lo utilice con este último tipo de conector o la velocidad quedará reducida a un quinto de la indicada, que corresponde a la SCSI (o a la EIDE en una computadora potente y sin utilizar mucho el microprocesador)
Cintas magnéticas de datos - hasta más de 4 GB
Pros: precios asequibles, muy extendidas, enormes capacidades
Contras: extrema lentitud, útiles sólo para backups
Esta fue la primera tecnología utilizada para almacenar grandes cantidades de datos. En la actualidad se siguen usando pero sobre todo para respaldar información. Las cintas magnéticas o Streamers presentan muchos problemas como dispositivos de almacenaje de datos, casi todos los tipos son extremadamente lentos (menos de 250 Kb/s) y los datos se almacenan secuencialmente por lo que si se quiere recuperar algo de la mitad de la cinta se deben esperar varios minutos hasta que la cinta encuentre la información requerida y además los datos no están totalmente seguros ya que el calor o algún campo magnético pueden dañarlos.
Uno de los motivos que hace tan lentas las cintas magnéticas es el tipo de interfaz utilizada ya que en la mayoría de los casos se conectan por el puerto paralelo, o lo que es aun peor el puerto de la disquetera, pero dando un paso al frente, existen algunas mas rápidas, de mayor tecnología y precio, las cuales usan puertos SCSI y EIDE, lo que aumenta su productividad que aun sigue siendo baja.
En el mercado encontramos formatos como la DLT (Digital Linear Tape) adquirida y desarrollada por Quantum de 8mm. La DAT (Digital Audio Tape) desarrollada por HP y Sony, la cual en sus inicios era solo para grabar audio de gran calidad, fueron pequeñamente modificadas para aceptara datos de sistemas de computo, siendo las capacidades de las mismas desde 2 hasta 35 GB de manera comercial.
Magneto-ópticos de 5.25" - hasta 4.6 GB
Pros: versatilidad, velocidad, fiabilidad, enormes capacidades
Contras: precios elevados
Los magneto-ópticos de 5.25" se basan en la misma tecnología que sus hermanos pequeños de 3.5", por lo que atesoran sus mismas ventajas: gran fiabilidad y durabilidad de los datos a la vez que una velocidad razonablemente elevada.
En este caso, además, la velocidad llega a ser incluso superior: más de 3 MB/s en lectura y más de 1.5 MB/s en escritura usando discos normales. Si el dispositivo soporta discos LIMDOW, la velocidad de escritura casi se duplica, con lo que llegaríamos a una velocidad más de 5 veces superior a la grabadora de CD-ROMs más rápida y comparable a la de los discos duros, lo que determina la utilización del interfaz SCSI exclusivamente y el apelativo de discos duros ópticos que se les aplica en ocasiones.
Además, el cambio de tamaño de 3.5" a 5.25" implica un gran aumento de capacidad; los discos van desde los 650 MB hasta los 5.2 GB, o lo que es lo mismo: desde la capacidad de un solo CD-ROM hasta la de 8, pasando por los discos más comunes, los de 1.3 y 2.6 GB. Con estas cifras y esta velocidad, hacer un backup de un disco duro de 2.5 GB.
Conclusión
Como hemos visto, la aparición de las computadoras electrónicas es bastante reciente, y ha tenido un avance vertiginoso. Tanto es así, que hoy en día la competencia entre las empresas productoras de computadores a provocado la aparición de nuevos modelos con períodos muy cortos de tiempo, los cuales a veces son de meses. Lo que provoca un aumento en: las velocidades de los procesadores; capacidades de almacenamiento; velocidad de transferencia de los buses; etcétera.
Lo citado anteriormente a exigido a los fabricantes de memorias, la constante actualización de las mismas, superándose una y otra vez en velocidad, capacidad y almacenamiento.
Actualmente el mercado está tomando vigor nuevamente, debido a que han aparecido procesadores muy rápidos, los cuales trabajan a velocidades de 1 GHz.
Las memorias de definen por su similaridad con almacenes internos en el ordenador. El término memoria identifica el almacenaje de datos que viene en forma chips, y el almacenaje de la palabra se utiliza para la memoria que existe en las cintas o los discos. Por otra parte, el término memoria se utiliza generalmente como taquigrafía para la memoria física, que refiere a los chips reales capaces de llevar a cabo datos. Algunos ordenadores también utilizan la memoria virtual, que amplía memoria física sobre un disco duro.
Cada ordenador viene con cierta cantidad de memoria física, referida generalmente como memoria principal o RAM. Se puede pensar en memoria principal como arreglo de celdas de memoria, cada una de los cuales puede llevar a cabo un solo byte de información.
Un ordenador que tiene 1 megabyte de la memoria, por lo tanto, puede llevar a cabo cerca de 1 millón de bytes (o caracteres) de la información.
La memoria funciona de manera similar a un juego de cubículos divididos usados para clasificar la correspondencia en la oficina postal. A cada bit de datos se asigna una dirección. Cada dirección corresponde a un cubículo (ubicación) en la memoria.
Para guardar información en la memoria, el procesador primero envía la dirección para los datos. El controlador de memoria encuentra el cubículo adecuado y luego el procesador envía los datos a escribir.
Para leer la memoria, el procesador envía la dirección para los datos requeridos. De inmediato, el controlador de la memoria encuentra los bits de información contenidos en el cubículo adecuado y los envía al bus de datos del procesador
Se define como entradas las señales s, r y la señal de reloj clk, La.senal de salida q, se define como buffer para poder emplear su valor, y asignarselo a la señal de salida notq
La puerta lógica SI, realiza la función booleana igualdad. En la práctica se suele utilizar como amplificador de corriente (buffer en inglés).
Símbolo de la función lógica Y a) Contactos, b) Normalizado y c) No normalizado
Símbolo de la función lógica NO-O. a) Contactos, b) Normalizado y c) No normalizado
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