Conceptos técnicos

Dispositivos de almacenamiento

Discos duros

Un disco duro es un dispositivo compuesto por una o varias láminas rígidas (generalmente de aluminio o cristal cerámico) de forma circular, recubiertas de un material sensible a alteraciones magnéticas que posibilita la grabación de los datos. Estas láminas o platos, cuyo número varía según la capacidad de la unidad, se encuentran agrupados uno sobre otro y atravesados por un eje, y girando a velocidad constante. Este dato se expresa en las especificaciones de los discos en Revoluciones Por Minuto (rpm).

El motor del disco es el encargado de proporcionar este movimiento de rotación. Para acceder a los datos grabados en los platos, el disco duro dispone de un diminuto cabezal por cada cara del plato que almacena información. Dicho cabezal se encuentra flotando en el aire mediante un flextor que impide que el cabezal toque la superficie del plato. El flextor se encuentra sujeto a un armazón de aluminio llamado E-Block el cual es capaz de girar ya que es atravesado por un eje perpendicular. La posición de giro se controla mediante la acción de las Bobinas del E-Block y el imán que lo recubre.

Cada cabezal tiene la capacidad de leer los datos almacenados en los platos, ya que pueden detectar la polaridad de las partículas magnéticas presentes en la superficie de los platos; y también de escribir porque disponen de otra bobina de escritura que generan un campo magnético de polaridad reversible que alteran las propiedades magnéticas del plato, y dependiendo de la orientación de estas partículas, representarán un 0 ó un 1.

Los discos duros van sellados para evitar la entrada de partículas que interfieran en la mínima distancia que existe entre las cabezas y los platos. Por esta misma razón, la recuperación de los discos duros que precisen de su apertura, sólo puede ser realizada por empresas que posean cámaras limpias de clase 100 que proporcionan un entorno libre de partículas.

En cuanto a la composición lógica de los discos duros nos encontramos que la superficie de los platos está dividida en una serie de anillos concéntricos, denominados pistas. Del mismo modo, las pistas están divididas en tramos de una misma longitud, llamados sectores, normalmente cada sector tiene 512 bytes. Por otro lado tenemos que, un cilindro describe todas las pistas iguales que están en los diferentes platos. Por último, los sectores pueden agruparse en clusters o unidades de asignación.

Podemos establecer una división en función del equipo que albergará el disco duro, cuya principal diferencia es el tamaño del dispositivo. De este modo tendremos:

-  Discos duros para equipos de escritorio: Son los más grandes, 3,5" y los más utilizados por el público en general. Las capacidades de almacenamiento aumentan día a día, sobrepasando ya los 300 GB.

-  Discos duros de portátil: Son los discos duros utilizados en los ordenadores portátiles, ya que los 2,5" combinan el espacio reducido con la gran capacidad de almacenamiento.

-  Microdrives: Se trata de discos duros de muy reducidas dimensiones, 1", que proporciona gran eficacia y bajo consumo de energía y fiabilidad en un paquete físico compacto. Su capacidad varía entre los 340 MB hasta los últimos modelos de 8 GB, al igual que sus utilidades que van desde cámaras digitales, PDAs, reproductores de audio.

-  Sistemas Raid: (Redundant Arrays of Inexpensive Disks): Son conjuntos de discos duros, normalmente de 3,5", dispuestos de un modo tal que se consiga uno de los siguientes objetivos: mayor capacidad de almacenamiento, redundancia de los datos que posibiliten la restauración de los datos en caso de fallo de alguno de los discos, mayor velocidad de acceso o varios de los anteriores. El modo de nombrar estos conjuntos de discos según su configuración es Raid 0 - Raid 5.

Podemos también clasificar los discos duros en función de su interfaz. Se entiende por interfaz la conexión física y funcional entre dos aparatos o sistemas independientes. En nuestro caso los discos interaccionan con el equipo al cual están conectados por diferentes sistemas. Utilizar uno u otro dependerá de la aplicación para la cual está destinado dicho disco. Hay dos grandes estándares que normalizan los interfaces de los discos; el estándar ATA y el Standard SCSI.

Basados en ambas normativas han nacido dos nuevos estándares al sustituir la transmisión paralela por la transmisión serie, SerialATA -SATA-  y Serial Attached SCSI.

-  DISCO DURO IDE/EIDE: En este conjunto englobaríamos todos aquellos dispositivos que utilizan el Standard ATA para comunicarse con el sistema que lo gestiona. Es el más usado en computadores normales, debido a que tiene un equilibrio adecuado entre precio y prestaciones.

La especificación ATA, debido a que el cable paralelo alcanzó su límite físico, se mejoró aumentando sus prestaciones y velocidad de transferencia de datos, dando lugar al Serial ATA -SATA-.

-  DISCO DURO SCSI: Acrónimo de Small Computer Systems Interface. La tecnología SCSI (o tecnologías, puesto que existen multitud de variantes de la misma) ofrece una tasa de transferencia de datos muy alta entre el ordenador y el disco duro SCSI.

En el estándar SCSI se contemplan varios tipos de conectores los SCSI de 8 bits admiten hasta 7 dispositivos y suelen usar cables de 50 pines, mientras que los SCSI de 16 bits o Wide, pueden tener hasta 15 dispositivos y usan cables de 68 pines. La denominación "SCSI-3" se usa de forma ambigua, generalmente refiriéndose al tipo Ultra SCSI de 8 bits, aunque a veces también se utiliza para los Ultra SCSI de 16 bits (o "UltraWide SCSI") y Ultra-2.

Los dispositivos SCSI son más caros que los equivalentes con interfaz ATA y además necesitaremos una tarjeta controladora SCSI para manejarlos, ya que sólo las placas base más avanzadas y de marca incluyen una controladora SCSI integrada.

Disquetes

El disquete es un disco flexible de reducidas dimensiones y muy manejable que se utiliza como dispositivo de almacenamiento. Han existido dos tamaños estándar medidos en pulgadas: 5.25” y 3.5” con capacidades de 1.2MB y 1.44MB respectivamente. El de 3.5” es el más extendido en la actualidad, y presenta, frente a los discos de 5.25”, importantes ventajas, que van desde su mayor fiabilidad y robustez, a su mayor capacidad. Pueden presentarse en diferentes versiones: alta y baja densidad, y grabables en una o ambas caras. Los disquetes se introducen en un drive para su lectura y grabación mediante el uso de una o varias cabezas magnéticas lectoras-grabadoras.

Aunque su capacidad de soporte es muy limitada, si tenemos en cuenta las necesidades de las aplicaciones actuales, se siguen utilizando para intercambiar archivos pequeños, pues pueden borrarse y reescribirse cuantas veces se desee de una manera muy cómoda, aunque la transferencia de información es bastante lenta si la comparamos con otros soportes, como un CD-ROM o un pendrive USB.

Cabe destacar que el uso de este soporte en la actualidad es escaso, puesto que se ha vuelto obsoleto teniendo en cuenta los avances que en materia de tecnología se han producido.

Discos ópticos (CD y DVD)

Los discos ópticos están formados por una lámina circular de plástico con una fina capa de material metálico reflectante, recubiertas a su vez por un barniz transparente para su protección del polvo. Un haz láser va leyendo microscópicos agujeros "pits" o espacios planos "lands", de forma que si el láser es reflejado o no, se interpretará de forma digital como un 1 ó un 0. Un sistema óptico con lentes encamina el haz luminoso, y lo enfoca como un punto en la capa del disco que almacena los datos.

Podemos establecer una división en función de la longitud de onda del láser; de este modo tenemos el CD, el DVD y actualmente se están lanzando dispositivos con tecnología de Láser Azul (Blu-ray Disc). Esto es, disminuyendo la longitud de onda del láser, aumentamos la capacidad de escritura/lectura para el mismo espacio físico en el disco. La capacidad de almacenamiento estándar de estas unidades es la siguiente: CD: 700 MB; DVD: 4.7 GB y Blu-ray Disc: 25 GB.

Discos de Estado Sólido (SSD)

Los Discos de Estado Sólido o SSD, conocidos como Pen drive USB, son dispositivos que utilizan tecnología NAND Flash para el almacenamiento de datos sin necesidad de baterías (pilas). La denominación de Discos de Estado Sólido se debe a que estos dispositivos no tienen componentes móviles. Dicha característica les aporta más resistencia frente a golpes y caídas, en comparación con los discos duros convencionales, disminuyendo así el riesgo de pérdida de datos. El inconveniente de este tipo de memorias, es que el número de lecturas y escrituras de datos es limitado, si se sobrepasa esta cifra, se pueden producir pérdidas definitivas de la información almacenada.

Además de carecer de componentes móviles, están compuestos por elementos de reducido tamaño, lo que les convierte en dispositivos más pequeños y ligeros que los discos duros tradicionales.

Otras de las ventajas que presentan los Discos de Estado Sólido es que consumen menos energía, son más silenciosos y se caracterizan por una elevada velocidad de lectura. Todas estas cualidades hacen que estos dispositivos se empiecen a utilizar, sobretodo, en equipos portátiles.

Su capacidad de almacenamiento puede variar desde 1 GB hasta 128 GB.

Dispositivos de almacenamiento electrónico (Memorias Flash)

La memoria flash es un chip semiconductor, que permite guardar datos conservando su contenido, incluso cuando la batería se apaga, y que además, permite ser borrado aplicándole una carga eléctrica. Cuando la electricidad pasa por las tarjetas, los electrones se acumulan en las microscópicas celdas que las forman, configurando un mapa de diferencias de carga eléctrica. La tarjeta guarda los datos que recibe del dispositivo portátil (fotografías, vídeos, documentos, etc.) en este mapa. Las memorias Flash se utilizan en múltiples dispositivos, tales como ordenadores portátiles, teléfonos móviles, cámaras fotográficas digitales, organizadores personales, receptores GPS, equipos de red; y son el medio más adecuado para transportar información ya que su estado sólido las hace resistentes a golpes y vibraciones. Algunos de estos dispositivos son los siguientes:

PC Card (PCMCIA), Compact flash, Smart Media, Memory Stick, Multimedia Card (MMC), Secure Digital Card, XD Picture Card, Memoria Flash USB

PC CARD (PCMCIA)

Interfaz Standard creado por la Personal Computer Memory Card International Association, con el fin de definir tarjetas para periféricos destinados a equipos portátiles. Una de sus aplicaciones es el almacenamiento de datos, mediante memoria flash o tecnología similar a la de los discos duros. El Standard de PCMCIA ha sido modificado en bastantes ocasiones, dando lugar a las tarjetas PCMCIA de 16 bits. Estas tarjetas pueden recibir el nombre de PC Card y las de 32 bits el de CARD BUS. Hay tres tipos de tarjetas: Tipo I, Tipo II y Tipo III, siendo la única diferencia externa entre ellos el espesor de la tarjeta. Hoy en día existe una evolución de dichas tarjetas, son las llamadas Express Card.

El estándar ExpressCard supone una nueva generación en tecnología de conectividad de tarjetas para ordenador, con una elevada velocidad de transferencia, destinada a aplicaciones como memoria flash, comunicaciones, multimedia, seguridad, etc. Este formato presenta ventajas como el bajo consumo del dispositivo externo y una comunicación con el mismo más rápida.