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miércoles, 22 de junio de 2016

Discos duros

Introducción:

  Este es sin lugar a duda una de las piezas mas tradicionales de nuestro Pc y su principal función el almacenamiento masivo de información. Veamos las distintas ofertas dentro del mercado y que influye a la hora de seleccionar nuestro disco duro. Encontramos tres tecnologías de conexione de disco duros: La SCSI, PATA y SATA, mencionemos básicamente que las diferencian.

  Se diferencia del PATA en que los conectores de datos y alimentación son diferentes y el cable es un cable (7 hilos) no una cinta (40 hilos), con lo que se mejora la ventilación. Los discos duros se conectan punto a punto, un disco duro a cada conector de la placa, a diferencia de PATA en el que se conectan dos discos a cada conector IDE.

  La razón por la que el cable es serie es que, al tener menos hilos, produce menos interferencias que si utilizase un sistema paralelo, lo que permite aumentar las frecuencias de funcionamiento con mucha mayor facilidad.

  Su relación rendimiento/precio le convierte en un competidor de SCSI Están apareciendo discos de 10000rpm que sólo existían en SCSI de gama alta. Esta relación rendimiento/precio lo hace muy apropiado en sistemas de almacenamiento masivos, comoRAID.

 Este nuevo estándar es compatible con el sistema IDE actual. Como su nombre indica (Serial ATA) es una conexión tipo serie como USB o FireWire. La primera versión ofrece velocidades de hasta 150MB/s, con Serial ATA II permitiendo 300MB/s. Se espera
que alcance los 600MB/s alrededor de 2007.

   SATA no supone un cambio únicamente de velocidad sino también de cableado: se ha conseguido un cable más fino, con menos hilos, que funciona a un voltaje menor (0.25V vs. los 5V del P-ATA) gracias a la tecnología LVDS. Además permite cables de mayor longitud (hasta 1 metro, a diferencia del P-ATA, que no puede sobrepasar los 45 cm). Un punto a tener en consideración es que para poder instalarlo en un PC, la placa madre debe poseer un conector SATA.





La interfaz IDE
   La interfaz IDE (Integrated device Electronics) o ATA (Advanced Technology Attachment) controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) añade además
dispositivos como, las unidades CD-ROM. IDE significa 'Integrated device Electronics --Controlador Electrónico Incorporado-- que indica que el controlador del dispositivo se encuentra integrado en la electrónica del dispositivo.

 ATA significa AT atachment y ATAPI, ATA packet interface.
Las diversas versiones de ATA son:
Paralell ATA
ATA.
ATA2. Soporta transferencias rápidas en bloque y multiword DMA.
ATA3. Es el ATA2 revisado.
ATA4. Conocido como Ultra-DMA o ATA-33 que soprta tranferencias en 33 MBps.
ATA5 o ATA/66. Originalmente propuesta por Quantum para transferencias en 66 MBps.
ATA6 o ATA/100. Soporte para velocidades de 100MBps.
ATA133. Soporte para velocidades de 133 MBps

   Las controladoras IDE casi siempre están incluidas en la placa base, normalmente dos conectores para dos dispositivos cada uno. De los dos discos duros, uno tiene que estar como esclavo y el otro como maestro para que la controladora sepa a/de qué dispositivo mandar/recibir los datos. La configuración se realiza mediante jumpers. Habitualmente, un disco duro puede estar configurado de una de estas tres formas:

   Como maestro ('master'). Si es el único dispositivo en el cable, debe tener esta configuración, aunque a veces también funciona si está como esclavo. Si hay otro dispositivo, el otro debe estar como esclavo. Como esclavo ('slave'). Debe haber otro dispositivo que sea maestro. Selección por cable (cable select). El dispositivo será maestro o esclavo en función de su posición en el cable. Si hay otro dispositivo, también debe estar configurado como cable select. Si el dispositivo es el único en el cable, debe estar situado en la posición de maestro. Para distinguir el conector en el que irá el maestro del dedicado al esclavo se utilizan colores distintos.

La figura a continuación nos muestra un ejemplo de la ubicaron de los jumpers para seleccionar la ubicación del disco duro en nuestro PC





  Este diseño (dos dispositivos a un bus) tiene el inconveniente de que mientras se accedea un dispositivo el otro dispositivo del mismo conector IDE no se puede usar. En algunos chipset (Intel FX triton) no se podría usar siquiera el otro IDE a la vez. Este inconveniente está resuelto en S-ATA y en SCSI, que pueden usar dos dispositivos por canal.

   Los discos IDE están mucho más extendidos que los SCSI debido a su precio mucho más bajo. El rendimiento de IDE es menor que SCSI pero se están reduciendo las diferencias. El UDMA hace la función del Bus Mastering en SCSI con lo que se reduce la carga de la CPU y aumenta la velocidad y el Serial ATA permite que cada disco duro
trabaje sin interferir a los demás.


  De todos modos aunque SCSI es superior se empieza a considerar la alternativa SATA para sistemas informáticos de gama alta ya que su rendimiento no es mucho menor y su diferencia de precio sí resulta más ventajosa. SCSI del acrónimo inglés Small Computer System Interface es una interfaz estándar para la transferencia de datos entre periféricos en el bus del ordenador.

  Para montar un dispositivo SCSI en un ordenador es necesario que tanto el dispositivo como la placa madre, dispongan de un controlador SCSI. Es habitual que el dispositivo venga con un controlador SCSI pero no siempre es así, sobre todo en los primeros dispositivos. SCSI se utiliza muy habitualmente en los discos duros y los
dispositivos de almacenamiento sobre cintas, pero también interconecta una amplia gama de dispositivos, incluyendo scanners, unidades CD-ROM, grabadoras de CD, y unidades
DVD. De hecho, el estándar SCSI entero promueve la independencia de dispositivos, lo que significa que teóricamente cualquier cosa puede ser hecha SCSI (incluso existen impresoras que utilizan SCSI).

   En el pasado, SCSI era muy popular entre todas las clases de ordenadores. SCSI sigue siendo popular en lugares de trabajo de alto rendimiento, servidores, y periféricos de gama alta. Los ordenadores de sobremesa y los portátiles (notebook) utilizan habitualmente los interfaces más lentos de ATA/IDE para los discos duros y USB (el USB emplea un
conjunto de comandos SCSI para algunas operaciones) así como Firewire a causa de la diferencia de coste entre estos dispositivos.

  También se está preparando un sistema en serie SCSI, que además es compatible con SATA. Por lo tanto se podrán conectar discos SATA en una controladora SAS (Serial Attached SCSI).

El Disco
Funcionamiento básico
  Los discos duros basan su funcionamiento en la relación que hay entre la electricidad y el magnetismo. Existe un fenómeno físico muy interesante llamado inducción electromagnética, que nos dice que toda variación de campos magnéticos genera en sus cercanías una fuerza electromotriz (para nuestro caso, una tensión eléctrica), y, a su vez, toda variación de campos eléctricos produce un campo magnético. La información en un disco duro está almacenada a modo de pequeños campos magnéticos de polarización positiva y negativa, ubicados dentro de platos que giran a gran velocidad. Se accede a ellos mediante cabezales de lectura y escritura, que interpretan la información dentro del disco debido al sentido de la corriente inducida por esos campos magnéticos ("1" en un sentido, "0" en el otro). En lo que respecta a la escritura, se les envía una corriente en un sentido u otro, dependiendo de lo que se desee grabar. Así que lo que nos interesa es que el disco duro es un elemento de almacenamiento que guarda información magnética en platos y la "traduce" a impulsos eléctricos que pueden ser interpretados fácilmente por el resto de la PC.








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