DISCO DURO

 

En informática, un disco duro o disco rígido (en inglés Hard Disk Drive, HDD) es un dispositivo de almacenamiento de datos no volátil que emplea un sistema de grabación magnética para almacenar datos digitales. Se compone de uno o más platos o discos rígidos, unidos por un mismo eje que gira a gran velocidad dentro de una caja metálica sellada. Sobre cada plato, y en cada una de sus caras, se sitúa un cabezal de lectura/escritura que flota sobre una delgada lámina de aire generada por la rotación de los discos.

HISTORIA

Al principio los discos duros eran extraíbles, sin embargo, hoy en día típicamente vienen todos sellados (a excepción de un hueco de ventilación para filtrar e igualar la presión del aire).

El primer disco duro, aparecido en 1956, fue el Ramac I, presentado con la computadora IBM 350: pesaba una tonelada y su capacidad era de 5 MB. Más grande que una nevera actual, este disco duro trabajaba todavía con válvulas de vacío y requería una consola separada para su manejo.

Su gran mérito consistía en el que el tiempo requerido para el acceso era relativamente constante entre algunas posiciones de memoria, a diferencia de las cintas magnéticas, donde para encontrar una información dada, era necesario enrollar y desenrollar los carretes hasta encontrar el dato buscado, teniendo muy diferentes tiempos de acceso para cada posición.

La tecnología inicial aplicada a los discos duros era relativamente simple. Consistía en recubrir con material magnético un disco de metal que era formateado en pistas concéntricas, que luego eran divididas en sectores. El cabezal magnético codificaba información al magnetizar diminutas secciones del disco duro, empleando un código binario de «ceros» y «unos». Los bits o dígitos binarios así grabados pueden permanecer intactos años. Originalmente, cada bit tenía una disposición horizontal en la superficie magnética del disco, pero luego se descubrió cómo registrar la información de una manera más compacta.

DIRECCIONAMIENTO

• Plato: cada uno de los discos que hay dentro del disco duro.
• Cara: cada uno de los dos lados de un plato.
• Cabeza: número de cabezales.
• Pistas: una circunferencia dentro de una cara; la pista 0 está en el borde exterior.
• Cilindro: conjunto de varias pistas; son todas las circunferencias que están alineadas verticalmente (una de cada cara).

• Sector: cada una de las divisiones de una pista. El tamaño del sector no es fijo, siendo el estándar actual 512 bytes, aunque próximamente serán 4 KiB. Antiguamente el número de sectores por pista era fijo, lo cual desaprovechaba el espacio significativamente, ya que en las pistas exteriores pueden almacenarse más sectores que en las interiores. Así, apareció la tecnología ZBR (grabación de bits por zonas) que aumenta el número de sectores en las pistas exteriores, y utiliza más eficientemente el disco duro. Así las pistas se agrupan en zonas de pistas de igual cantidad de sectores. Cuanto más lejos del centro de cada plato se encuentra una zona, ésta contiene una mayor cantidad de sectores en sus pistas. Además mediante ZBR, cuando se leen sectores de cilindros más externos la tasa de transferencia de bits por segundo es mayor; por tener la misma velocidad angular que cilindros internos pero mayor cantidad de sectores

TIPOS DE DISCOS

Discos Duros SCSI: Son discos duros de gran capacidad de almacenamiento (desde 5 Gbyte hasta 23 Gbytes). 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 mseg 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 los vuelve más rápidos.

En los últimos años han empezado a desarrollarse nuevas tecnologías de discos duros que permiten superar las limitaciones de capacidad de transferencia de información de los discos IDEA y SCSI, y que incrementan la capacidad total de almacenamiento.

Ultra-SCSI y Ultra-SCSI-2: También se las conoce como tecnologías FAST20, siendo consideradas por los expertos como un paso intermedio hacia las interfaces seriales. Ultra-SCSI y Ultra-SCSI-2 representan la última mejora de la tecnología SCSI, que aprovecha las grandes capacidades de los buses locales. Ultra-SCSI y Ultra-SCSI-2 implementan el nuevo protocolo SCSI-3, permitiendo un incremento en la velocidad de transferencia de información hasta 40 MBps para conexiones de 16 bits y hasta 80 Mbpss para conexiones de 32 bits. Ultra-SCSI y Ultra-SCSI-2 siguen siendo implementaciones paralelas en las que se ha duplicado la velocidad del reloj del bus, pudiendo coexistir con dispositivos SCSI de tecnologías anteriores, pero por eficiencia es preferible que esos otros dispositivos se conecten a adaptadores independientes.

Serial Storage Architecture: La Arquitectura de Almacenamiento Serial (Serial Storage Architecture / SSA), desarrollada por IBM, es una implementación serial del conjunto de comandos de la tecnología SCSI-2. SSA no ha sido implementada como un bus sino más bien como una serie de pequeños saltos independientes entre hasta 126 dispositivos autoconfigurables (self-configuring) y conectables en caliente (hot-pluggable).

Uno de los atributos más importantes de SSA es su "Reutilización Espacial", que permite la existencia de más tráfico en un bus e incrementa el ancho de banda. La mayor limitación de la tecnología SSA es el ancho de banda máximo de 20 MBps para cualquier componente de la cadena, pero el bus puede soportar hasta 80 MBps. IBM considera a SSA como una solución universal y económica para almacenamiento local.

Fibre Channel: Esta tecnología se basa en el trabajo realizado por el Comité de Canales de Fibra (Fiber-Channel Committee) de la IEEE. Fibre Channel (FC) es una interfaz serial que, a pesar de su nombre (muy parecido a fiber ....), no requiere conexiones de fibra óptica (puede utilizar cable de cobre o fibra óptica, indistintamente). Está basada en comandos SCSI-3, que soportan hasta 126 dispositivos autoconfigurables y conectables en caliente, en conexión tipo margarita. Fibre Channel está evolucionando hacia varias topologías que incluyen Punto a Punto (Point-Point), Estructura Conmutable (Fabric), y Cadena Arbitrada (Arbitrated Loop), con diversas velocidades de transferencia, de hasta 100 MBps simultáneamente en cada dirección (hasta 200 MBps en conexiones análogas a full duplex).

• Fibre Channel Punto a Punto establece una conexión entre diferentes dispositivos, proveyendo un ancho de banda total de 100 MBps para cada dispositivo. Sin embargo, solamente un componente puede transmitir o recibir al mismo tiempo sobre una conexión. A pesar de que esto proporciona una mayor velocidad de transmisión que SSA, muchos dispositivos que deseen transmitir o recibir al mismo tiempo deberán esperar que se libere el bus.

• Los dispositivos Fibre Channel de Estructura Conmutable son conocidos como elementos que funcionan de modo similar a switches y ruteadores (sobre redes de dispositivos en lugar de redes de computadores). Pueden consistir de uno o varios elementos que posibilitan que puedan introducirse nuevos componentes o nuevas tecnologías, sin perturbar a los nodos en el extremo exterior de la estructura conmutable ni a la estructura previamente existente. En una estructura conmutable cualquier nodo puede hablar con cualquier otro nodo. La estructura conmutable realiza el ruteo apropiado para proveer un servicio par a par (peer-peer).

• Fibre Channel en Cadena Arbitrada implementa un algoritmo de distribución equitativa, similar a FDDI, para asegurar que todos los dispositivos tengan igualdad de posibilidad de acceso al bus. Sin embargo, se deben configurar apropiadamente los sistemas para evitar congestión.
• Los promotores de Fibre Channel Arbitrated Loop (FC-AL) argumentan que esta tecnología tolera mejor la falla de los discos, y debido a sus lazos cercanos con los canales de fibra puede ser utilizada como una interconexión universal tanto para sistemas como para almacenamiento. Empresas como Adaptec, BusLogic, Hewlett-Packard, Q-Logic, Quantum, NCR y Seagate están detrás de su desarrollo. Los partidarios de la tecnología SSA argumentan que los defectos de FC-AL son su alto costo y su alto consumo de energía. IBM apoya ambas interfaces: SSA para almacenamiento y Fiber Channel para interconexión de sistemas.

DISPOSITIVOS DE ENTRADA

Son los que envían información a la unidad de procesamiento, en código binario. Dispositivos de entrada (entre otros):Teclado: Un  teclado se compone de una serie de teclas agrupadas en funciones que podremos describir:

• Teclado alfanumérico: es un conjunto de 62 teclas entre las que se encuentran las letras, números, símbolos ortográficos, Enter, alt...etc.
• Teclado de Función: es un conjunto de 13 teclas entre las que se encuentran el ESC, tan utilizado en sistemas informáticos, más 12 teclas de función. Estas teclas suelen ser con figurables pero por ejemplo existe un convenio para asignar la ayuda a F1.
• Teclado Numérico: se suele encontrar a la derecha del teclado alfanumérico y consta de los números así como de un Enter y los operadores numéricos de suma, resta,... etc.
• Teclado Especial: son las flechas de dirección y un conjunto de 9 teclas agrupadas en 2 grupos; uno de 6 (Inicio y fin entre otras) y otro de 3 con la tecla de impresión de pantalla entre ellas.

Recomendaciones: En este apartado es conveniente distinguir entre dos tipos de teclado:

• De Membrana: Fueron los primeros que salieron y como su propio nombre indica presentan una membrana entre la tecla y el circuito que hace que la pulsación sea un poco más dura.
• Mecánico: Estos nuevos teclados presentan otro sistema que hace que la pulsación sea menos traumática y más suave para el usuario.
• Mouse: A este periférico se le llamó así por su parecido con este roedor. Suelen estar constituidos por una caja con una forma más o menos anatómica en la que se encuentran dos botones que harán los famosos clicks de ratón siendo transmitidos por el cable al puerto PS/II o al puerto de serie (COM1 normalmente). Dentro de esta caja se encuentra una bola que sobresale de la caja a la que se pegan 4 rodillos ortogonalmente dispuestos que serán los que definan la dirección de movimiento del ratón. El ratón se mueve por una alfombrilla ocasionando el movimiento de la bola que a su vez origina el movimiento de uno o varios de estos rodillos que se transforma en señales eléctricas y producen el efecto de desplazamiento del ratón por la pantalla del ordenador.

Existen modelos modernos en los que la transmisión se hace por infrarrojos eliminando por tanto la necesidad de cableado. Otros presentan la bola en la parte superior de la caja no estando por tanto en contacto con la alfombrilla y teniendo que ser movida por los dedos del usuario aunque se origina el mismo efecto.

• Micrófono: Periférico por el cual transmite sonidos que el ordenador capta y los reproduce, los salva, etc. Se conecta a la tarjeta de sonido.
• Escáner: Es un dispositivo utiliza un haz luminoso para detectar los patrones de luz y oscuridad (o los colores) de la    superficie del papel, convirtiendo la imagen en señales digitales que se pueden manipular por medio de un software de tratamiento de imágenes o con reconocimiento óptico de caracteres. Un tipo de escáner utilizado con frecuencia es el flatbed, que significa que el dispositivo de barrido se desplaza a lo largo de un documento fijo. En este tipo de escáneres, como las fotocopiadoras de oficina, los objetos se colocan boca abajo sobre una superficie lisa de cristal y son barridos por un mecanismo que pasa por debajo de ellos. Otro tipo de escáner flatbed utiliza un elemento de barrido instalado en una carcasa fija encima del documento.

Un tipo muy popular de escáner es el escáner de mano, también llamado hand-held, porque el usuario sujeta el escáner con la mano y lo desplaza sobre el documento. Estos escáneres tienen la ventaja de ser relativa mente baratos, pero resultan algo limitados porque no pueden leer documentos con una anchura mayor a 12 o 15 centímetros.

• Lector de código de barras: dispositivo que mediante un haz de láser lee dibujos formados por barras y espacios paralelos, que codifica información mediante anchuras relativas de estos elementos. Los códigos de barras representan datos en una forma legible por el ordenador, y son uno de los medios más eficientes para la captación automática de datos.

DISPOSITIVOS DE SALIDA

Son los dispositivos que reciben información que es procesada por la CPU y la reproducen para que sea perceptible para la persona.

Dispositivos de salida (entre otros):

• Monitor: es la pantalla en la que se ve la información suministrada por el ordenador. En el caso más habitual se trata de un aparato basado en un tubo de rayos catódicos (CRT) como el de los televisores, mientras que en los portátiles es una pantalla plana de cristal líquido (LCD).

Puntos a tratar en un monitor:

• Resolución (RESOLUTION): Se trata del número de puntos que puede representar el monitor por pantalla, en horizontal x vertical. Así, un monitor cuya resolución máxima sea 1024x 768 puntos puede representar hasta 768 líneas horizontales de 1024 puntos cada una, probable mente además de otras resoluciones inferiores, como 640x480 u 800x600.
• Refresco de Pantalla: Se puede comparar al número de fotogramas por segundo de una película de cine, por lo que deberá ser lo mayor posible. Se mide en HZ (hertzios) y debe estar por encima de los 60 Hz, preferiblemente 70 u 80. A partir de esta cifra, la imagen en la pantalla es sumamente estable, sin parpadeos apreciables, con lo que la vista sufre mucho menos.
• Tamaño de punto (DOT PITCH): Es un parámetro que mide la nitidez de la imagen, midiendo la distancia entre dos puntos del mismo color; resulta fundamental a grandes resoluciones. En ocasiones es diferente en vertical que en horizontal, o se trata de un valor medio, dependiendo de la disposición particular de los puntos de color en la pantalla, así como del tipo de rejilla empleada para dirigir los haces de electrones.

Lo mínimo, exigible en este momento es que sea de 0,25 mm, no debiéndose admitir nada superior como no sea en monitores de gran formato para presentaciones, donde la resolución no es tan importante como el tamaño de la imagen.

• Controles y conexiones: Aunque se va cada vez más el uso de monitores con controles digitales, en principio no debe ser algo determinante a la hora de elegir un monitor, si bien se tiende a que los monitores con dichos controles sean los más avanzados de la gama.
• Multimedia: Algunos monitores llevan acoplados altavoces, e incluso micrófono y/o cámaras de vídeo. Esto resulta interesante cuando se trata de un monitor de 15'' ó 17'' cuyo uso vaya a ser doméstico, para juegos o videoconferencias.
• Pantalla táctil: véase en dispositivos de entrada.
• Impresoras: Dispositivo que sirve para captar la información que le envía la CPU y imprimirla en papel, plástico, etc. Hay varios tipos:
• Matriciales: Ofrecen mayor rapidez pero una calidad muy baja.
• Inyección: La tecnología de inyección a tinta es la que ha alcanzado un mayor éxito en las impresoras de uso doméstico o para pequeñas empresas, gracias a su relativa velocidad, calidad y sobre todo precio reducidos, que suele ser la décima parte de una impresora de las mismas características. Claro está que hay razones de peso que justifican éstas características, pero para imprimir algunas cartas, facturas y pequeños trabajos, el rendimiento es similar y el coste muy inferior.

Hablamos de impresoras de color porque la tendencia del mercado es que la informática en conjunto sea en color. Esta tendencia empezó hace una década con la implantación de tarjetas gráficas y monitores en color. Todavía podemos encontrar algunos modelos en blanco y negro pero ya no son recomendables.

Las impresoras de inyección cuentan a favor con elementos como el coste, tanto de adquisición como de mantenimiento, la sencillez de manejo y el tamaño. En contra tenemos su escasa velocidad y calidad frente a otras tecnologías.

• Láser: Ofrecen rapidez y una mayor calidad que cualquiera, pero tienen un alto coste y solo se suelen utilizar en la mediana y grande empresa. Por medio de un haz de láser imprimen sobre el material que le pongamos las imágenes que le haya enviado la CPU.
• Altavoces: Dispositivos por los cuales se emiten sonidos procedentes de la tarjeta de sonido. Actualmente existen bastantes ejemplares que cubren la oferta más común que existe en el mercado. Se trata de modelos que van desde lo más sencillo (una pareja de altavoces estéreo), hasta el más complicado sistema de Dolby Digital, con nada menos que seis altavoces, pasando por productos intermedios de 4 o 5 altavoces. Sin duda alguna, se nota perfecta mente el esfuerzo que todos los fabricantes han realizado para ponerse al día en esta tecnología, ya que en poco tiempo han incorporado a su tecnología desarrollos basados en Dolby Surround o Dolby Digital.

Los más avanzados constan de 4 altavoces de reducido tamaño, otro más central para los diálogos y un último altavoz mucho más voluminoso que se encarga de realzar las fuerzas de los graves. Pero la diferencia principal de estos sistemas es que incorporan un des codificador Dolby Digital, mediante el cual, podremos ajustar los volúmenes de cada juego de altavoces, así como aplicar diferentes filtros de sonido en función del tipo de sonido que estemos reproduciendo en cada momento. Para sacar partido de estos altavoces es necesario que nuestra tarjeta de sonido cuente con una salida S/PDIF de Dolby Digital ya que a través de ésta es desde donde los conjuntos de altavoces toman el sonido.

La desventaja de este tipo de unidades suele ser la calidad de las mismas. Teniendo en cuenta el precio de este tipo de conjuntos, en el que se incluye un aparato de codificador, la calidad de los 6s altavoces no puede ser especialmente buena, aunque para un uso casero resulta más que válida. Otra cuestión es la potencia. 

En cualquier caso los equipos basados en Dolby Digital son muy escasos por el momento y debemos recurrir a equipos grandes si deseamos una calidad de sonido suficiente y por tanto será inevitable gastar una cantidad de dinero bastante importante.

• Auriculares: son dispositivos colocados en el oído para poder escuchar los sonidos que la tarjeta de sonido envía. Presentan la ventaja de que no pueden ser escuchados por otra persona, solo la que los utiliza.
• Fax: Dispositivo mediante el cual se imprime una copia de otro impreso, transmitida o bien, vía teléfono, o bien desde el propio fax. Se utiliza para ello un rollo de papel que cuando acaba la impresión se corta.

MEMORIA ROM

La memoria de solo lectura, conocida también como ROM (acrónimo en inglés de read-only memory), es un medio de almacenamiento utilizado en ordenadores y dispositivos electrónicos, que permite solo la lectura de la información y no su escritura, independientemente de la presencia o no de una fuente de energía.

Los datos almacenados en la ROM no se pueden modificar, o al menos no de manera rápida o fácil. Se utiliza principalmente para contener el firmware (programa que está estrechamente ligado a hardware específico, y es poco probable que requiera actualizaciones frecuentes) u otro contenido vital para el funcionamiento del dispositivo, como los programas que ponen en marcha el ordenador y realizan los diagnósticos.

TIPOS

PROM: Crear chips desde la nada lleva mucho tiempo. Por ello, los desarrolladores crearon un tipo de ROM conocido como PROM (programmable read-only memory). Los chips PROM vacíos pueden ser comprados económicamente y codificados con una simple herramienta llamada programador.

La peculiaridad es que solo pueden ser programados una vez. Son más frágiles que los chips ROM hasta el extremo que la electricidad estática lo puede quemar. Afortunadamente, los dispositivos PROM vírgenes son baratos e ideales para hacer pruebas para crear un chip ROM definitivo.

EPROM: Trabajando con chips ROM y PROM puede ser una labor tediosa. Aunque el precio no sea demasiado elevado, al cabo del tiempo puede suponer un aumento del precio con todos los inconvenientes. Los EPROM (Erasable programmable read-only memory) solucionan este problema. Los chips EPROM pueden ser regrabados varias veces.

Borrar una EEPROM requiere una herramienta especial que emite una frecuencia determinada de luz ultravioleta. Son configuradas usando un programador EPROM que provee voltaje a un nivel determinado dependiendo del chip usado.

Para sobrescribir una EPROM, tienes que borrarla primero. El problema es que no es selectivo, lo que quiere decir que borrará toda la EPROM. Para hacer esto, hay que retirar el chip del dispositivo en el que se encuentra alojado y puesto debajo de la luz ultravioleta comentada anteriormente.

EEPROM y memoria flash: Aunque las EPROM son un gran paso sobre las PROM en términos de utilidad, siguen necesitando un equipamiento dedicado y un proceso intensivo para ser retirados y reinstalados cuando un cambio es necesario. Como se ha dicho, no se pueden añadir cambios a la EPROM; todo el chip sebe ser borrado. Aquí es donde entra en juego la EEPROM(Electrically erasable programmable read-only memory).

Algunas peculiaridades incluyen:

• Los chips no tienen que ser retirados para sobre escribirse.
• No se tiene que borrar el chip por completo para cambiar una porción del mismo.
• Para cambiar el contenido no se requiere equipamiento adicional.

En lugar de utilizar luz ultra violeta, se pueden utilizar campos eléctricos para volver a incluir información en las celdas de datos que componen circuitos del chip. El problema con la EEPROM, es que, aunque son muy versátiles, también pueden ser lentos con algunos productos lo cuales deben realizar cambios rápidos a los datos almacenados en el chip.