Jorge Alexander Romano Sanjuán

Presentación del tema: "Jorge Alexander Romano Sanjuán"— Transcripción de la presentación:

1 Jorge Alexander Romano Sanjuán
DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO Jorge Alexander Romano Sanjuán Ingeniero de Sistemas LSA (Linux System Administrator) Coordinador de Operaciones División de Sistemas UFPS Ocaña

2 Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario
Introducción a la Ingeniería de Sistemas Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario

3 Introducción a la Computación
Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Recordando … ¿Cuál es la unidad base en el sistema de medición para almacenamiento de datos ? El Byte. ¿Cuál es el factor multiplicador en el sistema de medición para almacenamiento de datos? 1024 (210)

4 Introducción a la Computación
Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Recordando … ¿Cuáles son los prefijos en el sistema de medición para almacenamiento de datos? Kilo, Mega, Giga, Tera, etc. ¿Cuántos bytes hay en un KiloByte? 1024 ¿Cuántos bytes hay en un MegaByte? 1024 x 1024 =

5 ¿Las memorias RAM y ROM son dispositivos de almacenamiento?
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Recordando … ¿Las memorias RAM y ROM son dispositivos de almacenamiento? ¡Claro que sí! En ambos casos se trata de dispositivos físicos en los que se almacena información

6 Las instrucciones para iniciar las operaciones de la computadora.
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Recordando … ¿Qué se almacena en la memoria ROM? Las instrucciones para iniciar las operaciones de la computadora. ¿Qué se almacena en la memoria RAM? Todos los datos y programas que se están ejecutando en un momento dado.

7 Almacenamiento principal = Almacenamiento primario =
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Recordando … Entre los dispositivos de almacenamiento ¿Bajo qué categoría se clasifican las memorias RAM y ROM? Memoria principal = Almacenamiento principal = Almacenamiento primario = Memoria primaria

8 Introducción a la Computación
Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Recordando … ¿Por qué se incluyen en la categoría “primaria” o “principal”? Porque la computadora no podría funcionar si faltara una de ellas. ¿Qué otra categoría de dispositivos de almacenamiento forma parte de la Arquitectura Von Neumann? Almacenamiento secundario.

9 Objetivos Identificar los dispositivos de almacenamiento secundario.
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Objetivos Identificar los dispositivos de almacenamiento secundario. Clasificar estos dispositivos de acuerdo con la tecnología que usan para la lectura y escritura de los datos. Explicar el funcionamiento general de estos dispositivos. Aplicar los criterios para la medición del desempeño de estos dispositivos.

10 Contenido Dispositivos magnéticos de almacenamiento.
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Contenido Dispositivos magnéticos de almacenamiento. Dispositivos ópticos de almacenamiento. Organización de los datos en un dispositivo de almacenamiento. Medición del desempeño.

11 Dispositivos y medios Introducción a la Computación
Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Dispositivos y medios Medios de almacenamiento Componentes físicos o materiales en los que se almacenan los datos. Dispositivos (unidades) de almacenamiento Componentes físicos que escriben y leen de los medios de almacenamiento.

12 Introducción a la Computación
Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario

13

14 Tipos de dispositivos Introducción a la Computación
Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Tipos de dispositivos Magnéticos Disquetes Discos duros Discos duros removibles Cintas magnéticas Ópticos CD-ROM CD-Recordable (WORM) CD-RWritable. DVD

15 Dispositivos magnéticos
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Dispositivos magnéticos Todos usan el mismo medio (material) Usan técnicas similares para leer y escribir los datos Las superficies de los disquetes, discos duros y cintas magnéticas están recubiertas con partículas de un material magnético sensible (por lo general óxido de hierro) que reacciona a un campo magnético. Cada partícula actúa como un imán, creando un campo magnético cuando se somete a un electroimán. Las cabezas de lectura/escritura de la unidad, contienen electroimanes y graban cadenas de 1 y 0, alternando la dirección de la corriente en esos electroimanes.

16 Dispositivos magnéticos
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Dispositivos magnéticos

17 Repaso Introducción a la Computación
Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Repaso ¿Qué es un medio de almacenamiento? El material físico en el que se almacenan los datos. ¿Qué es un dispositivo de almacenamiento? El componente físico que escribe y lee datos en el medio de almacenamiento.

18 Repaso Introducción a la Computación
Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Repaso ¿Cuáles son las categorías en que se clasifican los dispositivos de almacenamiento? Dispositivos magnéticos Dispositivos ópticos ¿Cuál es el criterio para clasificarlos bajo esas categorías? La tecnología que utilizan para leer y escribir datos.

19 Repaso Introducción a la Computación
Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Repaso Nombre dos ejemplos de dispositivos magnéticos Unidad de disquete Unidad de disco duro Nombre dos ejemplos de dispositivos ópticos Unidad de CD-ROM Unidad de DVD

20 Repaso Introducción a la Computación
Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Repaso ¿Por qué la categoría “Dispositivos magnéticos de almacenamiento” recibe ese nombre? Porque las cabezas de lectura/escritura de la unidad contienen electroimanes. Graban cadenas de 1 y 0 alternando la corriente en las partículas de material magnético que recubren al medio. Así, su tecnología para leer y escribir datos está basada en el uso de campos magnéticos.

21 Dispositivos magnéticos
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Dispositivos magnéticos ¿Cómo se organizan los datos en un disco? Antes de poder usar un disco para almacenar datos, se debe formatear o inicializar. Procedimiento de formateo Objetivo: Crear un mapa con el que la computadora pueda llegar a cualquier punto del disco directamente. Pasos: Creación de las pistas (círculos magnéticos concéntricos) Numeración de las pistas desde afuera (0) hacia dentro Creación de sectores (segmentos cortos en cada pista) Numeración de los sectores en forma secuencial y única Creación de registro de arranque, tabla de asignación de archivos (FAT), directorio raíz y área de datos.

22 Dispositivos magnéticos
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Dispositivos magnéticos ¿Cómo se organizan los datos en un disco? Pista (Track) Sector Cluster Creación de pistas, sectores y cluster

23

24 Dispositivos magnéticos
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Dispositivos magnéticos ¿Cómo se organizan los datos en un disco? Creación de las cuatro áreas

25 Dispositivos magnéticos
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Dispositivos magnéticos ¿Cómo se organizan los datos en un disco? MBR (Master Boot Record o registro de arranque) Es un programa que se ejecuta cada vez que se enciende la computadora, para determinar si el disco tiene los componentes básicos necesarios para ejecutar el sistema operativo. Si los archivos están presentes, transfiere el control a uno de los programas del sistema operativo, para que continúe el proceso de inicio. Este proceso se conoce como: secuencia de inicio o booting El registro de arranque también describe otras características del disco, que el sistema operativo necesita para tener acceso al área de datos.

26 Dispositivos magnéticos ¿Cómo se organizan los datos en un disco?
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Dispositivos magnéticos ¿Cómo se organizan los datos en un disco? FAT (File Allocation Table): Es una tabla que guarda la ubicación de cada archivo dentro del disco y el estado de cada sector. Cuando se guarda un archivo en el disco, el sistema operativo busca en la FAT un área disponible, almacena el archivo y, finalmente, lo identifica con su ubicación en la FAT. 20 Jose.ppt 6 Maria.txt 3 Pepe.xls Cluster Archivo 1, 2, 3 10 15 5, 6, 7 1 3 Sector Pista Cluster

27 Dispositivos magnéticos ¿Cómo funciona una unidad de disco?
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Dispositivos magnéticos ¿Cómo funciona una unidad de disco? La unidad tiene un motor que hace girar el disco en un eje. Las cabezas de lectura/escritura pueden moverse a cualquier punto del disco. Acceso aleatorio Disquete Un solo disco de mylar flexible, de diámetro 3,5 pulgadas. Dentro de una cubierta plástica. El medio y el dispositivo están separados. Portable y liviano. Almacenan hasta 1.44 MB (excepto unidades especiales de 2.88 MB). Giran a 300 rpm.

28 Dispositivos magnéticos
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Dispositivos magnéticos Disco duro Uno o más platillos de metal. Dentro de una cámara sellada al vacío. El medio y el dispositivo forman una sola pieza. Fijo y pesado. Almacenan desde 80 MB. Giran a velocidades de entre 3600 rpm y 7200 rpm. Disco duro removible Combinan la velocidad y la capacidad de un disco duro, con la portabilidad de un disquete. El conjunto formado por el disco y la caja a menudo reciben el nombre de cartuchos de disco duro.

29 Dispositivos magnéticos El medio y el dispositivo están separados.
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Dispositivos magnéticos Unidad de disquete El medio y el dispositivo están separados. Medio: Disquete Dispositivo: Unidad de disquete

30 Dispositivos magnéticos
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Dispositivos magnéticos Unidad de disco duro El medio y el dispositivo forman una sola pieza.

31 Dispositivos magnéticos
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Dispositivos magnéticos Unidad de disco duro removible El medio y el dispositivo están separados. Unidad SyQuest Unidad JAZ Unidad ZIP

32 Repaso Introducción a la Computación
Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Repaso ¿Cuál es el objetivo de formatear un disco? Crear un mapa con el que la computadora pueda llegar a cualquier punto del disco directamente Nombre las cuatro áreas que se crean durante le proceso de formateo Registro de arranque (Master Boot Record) Tabla de asignación de archivos (FAT: File allocation Table) Directorio raíz Área de datos

33 ¿Qué es el registro de arranque?
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Repaso ¿Qué es el registro de arranque? Es un programa que se ejecuta cada vez que se enciende la computadora, para determinar si el disco tiene los componentes básicos necesarios para ejecutar el sistema operativo. El registro de arranque también describe otras características del disco, que el sistema operativo necesita para tener acceso al área de datos. ¿Qué es la FAT? Es una tabla que guarda la ubicación de cada archivo dentro del disco y el estado de cada sector.

34 Repaso Introducción a la Computación
Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Repaso Compare la unidad de disquete y la unidad de disco duro, indicando 3 semejanzas y 3 diferencias. Fijo y pesado Portable y liviano El medio y la unidad forman una sola pieza El medio y la unidad están separados El medio es uno o más platillos metálicos El medio es un solo disco de mylar flexible Acceso a los datos: aleatorio Tipo de dispositivo: magnético Dispositivo de almacenamiento secundario Disco duro Disquete

35 Dispositivos magnéticos ¿Cómo funciona una unidad de cinta?
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Dispositivos magnéticos ¿Cómo funciona una unidad de cinta? Como una cinta de audio. La diferencia es que la unidad de cinta de computadora lee y escribe datos digitales (0 y 1) Debido a que la cinta es una tira larga de material magnético, se escribe y lee un byte detrás de otro Acceso secuencial Cinta magnética Dentro de un cartucho de plástico rígido La cinta y la unidad están separados Portable y liviana Almacena hasta 8 GB Bajo costo relativo Por su lento acceso, se usan principalmente para respaldos.

36 Dispositivos magnéticos
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Dispositivos magnéticos Unidad de cinta

37 Dispositivos ópticos Introducción a la Computación
Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Dispositivos ópticos Todos usan el mismo medio (material) Usan técnicas similares para leer y escribir los datos Las técnicas de almacenamiento óptico usan la precisión exacta que sólo se obtiene con rayos láser. La unidad enfoca un rayo láser sobre la superficie de un disco giratorio. Algunos puntos del disco reflejan la luz en un sensor (plano = se interpreta como un 1) y otros dispersan la luz (orificio = se interpreta como un 0).

38 ¿Cómo se organizan los datos en un disco?
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Dispositivos ópticos ¿Cómo se organizan los datos en un disco? La técnica de escritura perfora el disco, disponiendo los datos en sectores, a lo largo de una espiral contínua.                                                                                                            

39 Dispositivos ópticos Introducción a la Computación
Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Dispositivos ópticos CD-ROM Sólo lectura (Al escribirlo, el disco es físicamente agujereado, por lo que no se puede reescribir). El disco y la unidad están separados. Portable y liviano. Almacenan aproximadamente 650 MB. Alta precisión. WORM (CD-R) Escribir una vez, leer muchas (Al escribirlo, el disco es físicamente agujereado, por lo que no se puede reescribir). El disco y la unidad están separados. Portable y liviano. Almacenan aproximadamente 650 MB. Alta precisión.

40 DVD (Digital Video Disc) Unidades regrabables de cambio de fase
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Dispositivos ópticos DVD (Digital Video Disc) Sólo lectura (Al escribirlo, el disco es físicamente agujereado, por lo que no se puede reescribir). El disco y la unidad están separados. Portable y liviano. Almacenan entre 4,7 y 17 GB. (133 minutos de alta resolución de video). Alta precisión. Unidades regrabables de cambio de fase Pueden escribirse más de una vez (El rayo láser altera la estructura molecular del disco). No pueden ser leídos por una unidad de CD-ROM convencional.

41 ¿Cuánta información puede almacenar un CD?
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Dispositivos ópticos ¿Cuánta información puede almacenar un CD? La cantidad de información que puede almacenar un CD se mide en minutos:segundos:sectores. Cada segundo contiene 75 sectores, cada sector puede almacenar Bytes (2 KBytes). Los CD-Recordable vienen en 21, 63 y 74 minutos. La cantidad de información que pueden contener, responde al siguiente cálculo ejemplo: 74 min x (60 seg) x (75 sectores) x (2 kbytes) = 666,000 kilobytes = 650 megabytes Los CD grabados en fábrica pueden contener hasta 74 minutos.

42 Medición del desempeño Tiempo de acceso promedio
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Medición del desempeño Tiempo de acceso promedio Cantidad de tiempo promedio que le toma a un dispositivo colocar sus cabezas de lectura/escritura sobre cualquier punto en el medio de almacenamiento. Se mide en milisegundos (0,001 segundo) Es la combinación de dos factores: La velocidad a la que gira un disco (rpm) El tiempo que toma mover las cabezas de una pista a otra

43 http://club.telepolis.com/ortihuela/ Introducción a la Computación
Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Disco de vídeo digital, o disco versátil digital (DVD), un dispositivo de almacenamiento masivo de datos es idéntico al de un disco compacto, aunque contiene hasta 25 veces más información y puede transmitirla al ordenador o computadora unas 20 veces más rápido que un CD-ROM. Su mayor capacidad de almacenamiento se debe, a que puede utilizar ambas caras del disco y, en algunos casos, hasta dos capas por cada cara, mientras que el CD sólo utiliza una cara y una capa. Las unidades lectoras de DVD permiten leer la mayoría de los CDs, ya que ambos son discos ópticos; no obstante, los lectores de CD no permiten leer DVDs.

44 Medición del desempeño Tiempo de acceso promedio
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Medición del desempeño Tiempo de acceso promedio Disquete: 0,2 segundos 200 milisegundos Disco duro: 8 a 12 milisegundos

45 Medición del desempeño Velocidad de transferencia de datos
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Medición del desempeño Velocidad de transferencia de datos Cantidad de tiempo que le toma a un dispositivo leer o escribir datos. Se mide en KB, MB o GB por segundo (Ej: MBps) NOTA: No confundir MBps con Mbps Depende del tipo de controlador (intermediario entre la unidad y el CPU): Norma ST-506 IDE (Integrated Drive Electronics) SCSI (Small Computer System Interface)

46 Repaso Introducción a la Computación
Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Repaso ¿Por qué la categoría “Dispositivos ópticos de almacenamiento” recibe ese nombre? Porque para leer y escribir datos usan luz, específicamente rayos láser. Algunos puntos del disco reflejan la luz en un sensor (plano = se interpreta como un 1) y otros dispersan la luz (orificio = se interpreta como un 0).

47 Repaso Introducción a la Computación
Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Repaso ¿Cuál es la principal diferencia entre un CD-ROM y un CD-R? El primero sólo se puede leer. El segundo se puede escribir (una sola vez) y se puede leer. ¿Cuántos megabytes se pueden almacenar en un CD-R de 21 minutos? 21 min x (60 seg) x (75 sectors) x (2 kbytes) = 189,000 kilobytes = 184 megabytes

48 Tiempo promedio de acceso Velocidad de transferencia de datos
Introducción a la Computación Tema: Dispositivos de almacenamiento secundario Repaso Quiero comprar un dispositivo de almacenamiento secundario ¿Qué factores debo tener en cuenta al seleccionarlo? Tiempo promedio de acceso Velocidad de transferencia de datos

49 Organización de la CPU Componentes de la CPU.
Informática es la ciencia del tratamiento automático (por realizarse mediante máquinas - hoy en día electrónicas -) y racional (está controlado mediante ordenes que siguen el razonamiento humano) de la información. Este término apareció en Francia en 1962 uniendo las palabras 'information' y 'automatique'. En los países anglosajones se utiliza la frase Ciencia de las Computadoras (Computer Science).

50 La Organizacion Interna de la Computadora
Organización de la CPU La Organización Interna Una computadora esta conformada por los subsistemas: Procesador, Memoria, Dispositivos de Entrada y Salida Componentes de la CPU. Conocido también como el Procesador, este dispositivo es básicamente el cerebro del computador, ya que la mayor parte de su ''inteligencia'' reside aquí. La CPU es responsable del control de la mayoría de los dispositivos del computador, y principalmente de la ejecución de las instrucciones de los programas. La CPU está conformada por otras sub-unidades, cada una de las cuales desempeña funciones particulares: La Organizacion Interna de la Computadora

51 El PROCESADOR Es el cerebro del computador, se denomina comúnmente (Unidad central de Proceso ) CPU. Es una compleja pieza de circuitos la cual controla la operacion del computador. Esta hecha de cientos de miles diminutos suitches y sendas por las puede transmitir información binaria. Ella puede manipular información a altas velocidades de acuerdo a un conjunto fijo de instrucciones o programas que se encuentra dentro de ella. 

52 El PROCESADOR La razón para su aparente inteligencia es la velocidad con la cual puede ejecutar una simple instrucción. Un microprcesador puede procesar mas de 100 millones de instrucciones por segundo. Su función es ejecutar programas almacenados en la memoria principal, tomar de ellos cada instrucción, examinarla y ejecutarlas una después de la otra. La CPU está conformada por tres unidades diferentes, así: Unidad de Control, Unidad Aritmética Lógica , Registros de Almacenamiento Temporal y estan contenidos en un chip muy pequeño llamado microprocesador, de un tamaño no mayor que el de la uña más pequeña. Para ver como funciona vaya a como funciona el microprocesador. Los constructores de Microprocesadores mas conocidos son INTEL y MOTOROLA

53 Organización de la CPU La ALU (Unidad Aritmética y Lógica): que ejecuta las operaciones aritméticas y lógicas básicas. Cuando una instrucción en un programa involucra Aritmetica o lógica, la unidad de control le pasa el control a la ALU (Unidad Aritmetica Lógica) que se encarga de realizar las operaciones de tipo aritmético y lógico.

54 Organización de la CPU La Unidad de Control: responsable de emitir y recibir las señales de control (impulsos eléctricos) para la ejecución de las instrucciones y otras operaciones básicas como el control de los otros dispositivos del computador. Dirige las operaciones de todas las otras unidades del computador incluyendo los dispositivos periféricos. Administra todos los recursos de la computadora, es como un policia dirige el flujo de datos entre por la CPU y la computadora. Unidad de control contiene las instrucciones de la CPU para llevar a cabo la ejecución de comandos. La unidad de control obtiene las instrucciones de la memoria, las interpreta y luego las transmite al componente apropiado para que efectué la labor que se indica.

55 Organización de la CPU Set de Registros: los registros son pequeñas unidades de almacenamiento (generalmente de 2 o más bytes) que son utilizados por el procesador para almacenar datos e instrucciones. Dependiendo del procesador, la cantidad de registros físicos puede variar desde 16 a 32. Los registros son un conjunto de lugares donde el procesador almacena datos mientras trabaja sobre ellos. La figura muestra los registros de un microprocesador 8088, 8086, 286. Registros de un microprocesador Cada uno de ellos es una parte Integral del procesador. Procesadores posteriores tienen dos registros mas, con capacidad mayor para el almacenamiento de información. Es un área temporal por la cual pasan los datos mientras están siendo procesados.El primer grupo de registros AX, BX, CX y DX tambien llamados de proposito general, son utilizadas para realizar operaciones. 

56 Organización de la CPU

57 Organización de la CPU LA MEMORIA RAM En la memoria RAM se almacenan las instrucciones y los datos que el computador maneja, es una memoria volátil lo cual significa que al apagar el computador se borra. Para efecto de su administración técnica se conocen las siguientes divisiones