Gustavo Andrés Uribe Gómez Memoria Externa Gustavo Andrés Uribe Gómez

Tipos de Memorias Externas Discos Magnéticos RAID Removibles Opticos CDROM CD-Recordable (CD-R) CD-R/W DVD  Cintas Magnéticas

Discos Magnéticos (DM) Los platos son construidos con un material no magnetizable (usualmente aluminio o vidrio) y recubiertos con un material magnetizable (usualmente oxido de hierro). El vidrio como material para los platos tiene ciertas ventajas como más resistencia a los golpes y menores errores en la lectura y escritura.

Escritura y lectura en Discos Magnéticos - DM   El disco puede tener uno o varios platos, y cada plato usualmente tiene dos caras magnéticas. La cabeza en un disco actual nunca toca el plato.

Escritura y lectura en Discos Magnéticos - DM   Para grabar pasa una corriente por la cabeza, generando un campo magnético en la capa magnetizable. En el sensor consiste en una resistencia variable dependiendo del campo magnético presente, Lo que permite la lectura del disco. El escudo (Shield) protege solo uno de los lados  del sensor.

Formato y Organización de los Datos - DM   Las pistas tienen el mismo tamaño que la cabeza lectora.   Entre pistas existen separaciones (gap) que minimizan los errores y que contiene información del formato del disco. Usualmente los sectores son de 512 bytes. La velocidad de giro del disco es constante, lo que provoca (en este ejemplo) que los sectores en el extremo del disco sean menos densos y ocupen más espacio.

Formato y Organización de los Datos - DM   La unión de todas las pistas en la misma posición relativa de las cabezas se le conoce como cilindro.

Formato y Organización de los Datos - DM   En los discos duros de múltiple zona la densidad de los segmentos es la misma pero el circuito de lectura es más complejo. Dado que los sectores son de igual densidad estos discos son de mayor capacidad.a

Formato y Organización de los Datos - DM

Caracteristicas Fisicas de los Discos - DM   La separación entre la cabeza lectora y el disco debe ser lo menor posible para una mayor capacidad del disco, es por esto que se ha diseñado cabezas aerodinámicas que logran una separación mínima al disco moverse.

Parámetros de rendimiento del Disco - DM   Spindle speed: Velocidad constante de rotación. Minimum trabk-to-track seek time: Tiempo de cambio de pista. Seek time: Tiempo que tarda la cabeza en ubicarse en la pista adecuada. Rotational delay: Tiempo que tarda en ubicar el sector una vez encontrada la pista. Tiempo de acceso (acces time): Seek time + rotational delay Tiempo de transferencia (transfer time): Tiempo de lectura o escritura luego de estar ubicado en el sector. T=b/(rN) b: número de bytes a transferir N: bytes por pista r:  Velocidad de rotación en revoluciones por segundo.

Parámetros de rendimiento del Disco - DM   Wait for Channel(espera por un canal): Tiempo que espara en el caso de tener compartido el canal de acceso con otros dispositivos de entrada y salida. El orden en que están puestos los datos en el disco altera grandemente el rendimiento del disco y es un desafío para los sistemas operativos multi-tarea.

RAID - DM Arreglo Redundante de Discos Independientes. El estándar RAID define 7 niveles. Las características principales son: Son vistos por el sistema operativo como un solo disco. Los datos están distribuidos por los discos físicos del arreglo. La redundancia se usa para almacenar la información paralelamente. Lo que permite recuperar la información en caso de un daño.

Niveles RAID - DM   La zona sombreadas son la característica más relevante de cada nivel.

Niveles RAID - DM   strip (tiras)

Niveles RAID - DM  

RAID 0 - DM   La información es "cortada" en tiras y distribuida por todos los discos. Favorece a los sistemas multi-tarea.

RAID 1 - DM Los datos son duplicados completamente. Lee de cualquiera de las 2 copia (el más rápido), pero debe copiar en las dos.  La recuperación de la información es fácil y rápida. Son costosos Puede ser recomendado sobre el RAID 0, en sistemas informáticos que necesiten muchas lecturas.

RAID 2 - DM Los discos están sincronizados de tal manera que todos los discos intervienen en todas las operaciones de entras y salida. Las tiras (strips) son muy pequeñas, unos pocos bytes.  En los discos redundantes se almacena el código Hamming. Muy costoso.

RAID 3 - DM Similar al RAID 2 Solo un disco para redundancia, sin importar el tamaño o la cantidad de los otros discos. En el disco de redundancia se graba el bit de paridad de todos los discos. La información es recuperada por medio del bit de paridad y la información de los otros discos. La velocidad de lectura y escritura es alta. Para el cálculo del bit de paridad se usa la operación XOR.

RAID 4 - DM Cada disco responde peticiones I/O independientemente. Útil para aplicaciones que tengan una frecuencia alta de peticiones I/O. Las tiras (strips) son relativamente grandes. El algoritmo de paridad se vuelve más complejo de calcular y puede ser un cuello de botella.

RAID 5 - DM Muy similar al RAID 4 Distribuye los bits de paridad por todos los discos con el fin de evitar el cuello de botella causado por el bit de paridad en el RAID 4.  Esta configuración de disco es comúnmente usada en servidores de red. La forma más común de distribuir los bit de paridad se llama Round Robin.

RAID 6 - DM Requiere dos discos de redundancia, ya que usa dos algoritmos de paridad. Cada algoritmo de paridad se almacena en un bloque o tira diferente.  La ventaja de este sistema es la suprema alta disponibilidad de los datos, sin embargo pierde rendimiento al escribir los datos.    Ejercicio: http://www.ecs.umass.edu/ece/koren/architecture/Raid/raidiator.html

Discos Ópticos  (DO)  

CD-ROM - DO La información es almacenada como pozos (pits)   La información es almacenada como pozos (pits) Velocidad lineal constante (1.2m/s) y densidad constante. El CD-ROM tiene una única pista en espiral. Para mantener la velocidad lineal constante, al leer un dato cerca al centro gira más lento que al leer un dato de la periferia. La intensidad del laser varia indicando que esta en un pozo o en una tierra (land). La principal desventaja de los CD son su velocidad de lectura y escritura.

CD-ROM - DO SYNC: Indican el inicio de un bloque.   SYNC: Indican el inicio de un bloque. ID: Contiene el identificado del sector y un modo (0,1,2) L-ECC: Código para corrección de errores. Modo 0: Bloque sin datos. Modo 1: Bloque con código de corrección de errores. Modo 2: Bloque sin código de corrección de errores.

CD-RW - DO Las moléculas del disco tienen dos estados de reflexión de la luz y pueden variar de un estado a otro mediante una luz láser.

Discos Ópticos - Comparación  

Cintas Magnéticas Muy económicas, pero son lentas dado que leen linealmente los datos. Usan las mismas técnicas de lectura y escritura de los discos, pero esta vez en una cinta secuencial, como la de un casette.

Cintas Magnéticas   La lectura y escritura en serpetina aprovecha que usualmente las cintas se colocan en carretos.

GRACIAS "La Auto-Educación es, estoy convencido, el único tipo de educación que existe"                                  Isaac Asimov "El problema del hombre no está en la bomba atómica, sino en su corazón"                                 Albert Einstein