Bases de Datos Archivos: Dispositivos de almacenamiento

Dispositivos de Almacenamiento

principal R.A.M. Unidad de transferencia, la palabra.

Acceso, aleatorio

Memoria

secundaria Cintas Unidad de transferencia, bloques físicos. Discos Cartuchos Acceso, secuencial / directo . .

Memoria Principal (RAM)

Sistema Operativo

Programas de Usuario

Porción asignada para manejar bloques de datos. Acceso instantáneo (sin localización ni demora rotatoria.

Sección de RAM.

.

.

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Necesidades de almacenamiento de datos (actualizar, recuperar, procesar)

Almacenamiento secundario (Discos, cintas, cartuchos) - Acceso más lento. - Capacidad de almacenaje mayor. - No puede ser procesado

directamente por el CPU.

Tec

exc

mat

láse

mat

det

posi

surg

oxid

Almacenamiento primario (RAM) - Acceso rápido (sin localización ni

memoria rotatoria). - Capacidad de almacenaje pequeño. - Operado directamente por el CPU. - Altos Costos.

- Bajos costos.

nologías: ópticas y magnéticas

Para grabar datos en un soporte físico más o menos perdurable se usan casi en

lusiva estas dos tecnologías. La magnética se basa en la histéresis magnética de algunos

eriales y otros fenómenos magnéticos, mientras que la óptica utiliza las propiedades del

r y su alta precisión para leer o escribir los datos.

Tecnología magnética

La tecnología magnética consiste en la aplicación de campos magnéticos a ciertos

eriales cuyas partículas reaccionan a esa influencia, generalmente orientándose en unas

erminadas posiciones que conservan tras dejar de aplicarse el campo magnético, esas

ciones representan los datos.

• Cinta Magnética

Tiene sus raíces en el registrador de voz (llamado teléfono), patentado en 1898, en el

imiento de la idea y luego en la década de los 40’s aparece la cinta para grabar datos.

Se han hecho cambios e innovaciones desde entonces en cintas.

La Cinta es una tira plástica, delgada y flexible llamada Mylar cubierta con una capa de

o ferroso.

Largo general: 732 m.

Ancho general: 1.27 cm.

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Se enrollan en un carrete

Unidad de Cinta.

Carrete

y se montan en una unidad de cinta para leerla y escribirla.

Los registros se almacenan físicamente en orden secuencial. El tiempo requerido para

accesar dos registros esta en función de cuan seguidos están uno del otro.

Mejor caso: el siguiente después del primero.

Peor caso: uno en cada extremo.

Es posible leer los registros de un archivo almacenado en un orden diferente al secuencial

pero esto implica avanzar y rebobinar la cinta consumiendo grandes cantidades de tiempo.

Mayormente se graban secuencial y se leen secuencial.

Características: • Vienen en cassettes o cartuchos.

• El acceso a la cinta puede ser lento y no son usadas para almacenar datos en línea.

• Son altamente utilizadas para hacer respaldos ya que sus costos son bajos.

• Los registros se almacenan físicamente en orden secuencial. Es posible leer los registros

de archivos almacenados en una cinta en un orden diferente, pero implica avanzar y

rebobinar la cinta, consumiendo grandes cantidades de tiempo.

• Los registros no pueden actualizarse, algunos permiten agregar nuevos registros al final

del archivo grabado en cinta.

• Los datos son grabados digitalmente sobre la cinta como puntos magnetizados sobre la

película de óxido ferroso.

• Para leer los datos la cinta se mueve a través de un mecanismo de cabeza lectora de la

unidad de cinta.

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• Las áreas magnetizadas no se localizan aleatoriamente, sino que se acomodan en pistas, las

cuales corren paralelamente al borde de la cinta. Por lo general son 9 (8 para datos y una

para control de errores).

• Una técnica común para el control de errores en grabaciones sobre cinta magnética es la

de paridad (par o impar).

Datos: se graban digitalmente sobre la cinta como puntos magnéticos sobre la película de

oxido ferroso. Una magnetización + es un bit 1 y una magnetización - es un bit 0.

Para grabar: la magnetización es inducida al moverse la cinta (5 m/seg.) sobre una cabeza

embobinada que graba adecuadamente los mismos.

Para leer: la cinta se mueve a través de un mecanismo de cabeza lectora de la unidad de

cinta, como está magnetizada esto induce corriente en la bobina del mecanismo lector y

los datos representados pueden ser detectados.

Las áreas magnetizadas se ubican en pistas no en forma aleatoria.

1 8 bits de datos 2 . . 9

1 bit de paridad

La paridad cantidad byte depende de cada pulgada. Marca de cinta y de lectura /

escritura.

Bit de paridad: codificación binaria de caracteres (EBCDIC ó ASCII). Paridad par nº de bit

1, es par el 9no. bit es 1. Paridad impar nº de bit 1 es impar el 9no. Bit es 0.

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Los bits de paridad se escriben cuando se escriben los datos y se verifican al leer la cinta

para corroborar. Hasta una partícula de polvo puede causar un error de paridad.

Paridad par: El bit de paridad se fija en uno (se activa), si los bits de datos contienen un número par de unos. Por el contrario, si el número es impar, se desactiva.

Paridad impar El bit de paridad se fija en uno si los bits de datos contienen un número impar de unos, y se desactiva si su número es par.

Bloque: es el espacio entre registros físicos (nº más pequeño de datos que pueda transferirse

de memoria secundaria a memoria principal) en un solo acceso.

Datos Datos Datos

Datos Datos Datos

Ventajas:

Almacenar grandes volúmenes de información contenida en archivos maestros y respaldar

archivos maestros. Es portátil y de bajo costo para grandes cantidades de información. Su

naturaleza seria el impacto sobre el diseño y procedimiento de sistemas para muchos

programadores.

Marcas y Etiquetas:

Punto de carga.

Fin de cinta.

Etiqueta externa (identifica el carrete por él operando o la cintoteca).

Etiqueta interna (identificación) se hace electrónicamente.

Densidad de una cinta: Se refiere a la cantidad de información que se puede

tener por unidad de longitud de cinta. Usualmente se mide en bits/pulgadas

(bpi).

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• Disco Magnético:

Son discos giratorios sobre un eje central, cuya superficie es magnética y la información puede ser almacenada en una o ambas caras.

Características:

- La capacidad de un disco viene dada por el número de bytes que éste puede almacenar.

- Físicamente están hechos de un material magnético formado por un disco circular delgado.

- Es conocido como paquete de discos, compuesto por varias placas de almacenamiento rígido, apilados y amontonados sobre un eje.

- Para ser accedido, un paquete de disco debe ser montado en un manejador, el cual incluye un controlador, brazos de acceso, cabezas de lectura/escritura y un mecanismo para girar el paquete.

- El controlador de disco maneja la decodificación de la dirección de los registros, control de errores y actividades de lectura/escritura.

- Existen dos técnicas básicas para direccionar la ubicación de los registros almacenados en el disco: el método del cilindro y el método del sector.

El primero que se puso en el comercio fue el RAMAC (Random Access) (IBM)

1955.

20 cms.

1 m.

50 Capacidad 5 megabytes.

Después aparecieron discos más pequeños y con mayor capacidad.

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Características:

- La capacidad de un disco viene dada por el número de bytes que éste puede almacenar.

- Físicamente están hechos de un material magnético formado por un disco circular delgado.

- Es conocido como paquete de discos, compuesto por varias placas de almacenamiento rígido, apilados y amontonados sobre un eje.

- Para ser accedido, un paquete de disco debe ser montado en un manejador, el cual incluye un controlador, brazos de acceso, cabezas de lectura/escritura y un mecanismo para girar el paquete.

- El controlador de disco maneja la decodificación de la dirección de los registros, control de errores y actividades de lectura/escritura.

- Existen dos técnicas básicas para direccionar la ubicación de los registros almacenados en el disco: el método del cilindro y el método del sector.

Datos

Para accesarlo:

Un controlador.

Brazos de acceso.

Cabezas de lectura / escritura.

Mecanismo para guiar el paquete.

El controlador: maneja la decodificación de la dirección de los registros, control de errores y

actividades de lectura / escritura.

Las cabezas de lectura / escritura están montadas sobre los brazos de acceso. No

tocan el disco: flota a una 1 millonésima de pulgada sobre la placa. Si hace contacto: aterriza

de cabeza puede dañar tanto al disco como a la cabeza.

Direccionamiento:

Dos técnicas: por cilindro o por sectores.

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Por Cilindro

Cilindro virtual

Nº de cilindro

Nº de superficie

Nº del registro

0 al 19 ó del 1 al 20.

Si tiene 200 pistas (cada disco) tiene 200 cilindros (el paquete).

Por Sector

7 14

5 2 12 9

4 3 11 10

1 6 13 8

Se da sólo el número del sector y este ubica la pista y el disco. Acceso cabeza movible:

Sólo se activa la que corresponde

a la dirección.

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Secuencia de eventos:

1.- El controlador decodifica la dirección del registro, determina la pista.

2.- Los brazos de acceso son movidos.

3.- Se posiciona la cabeza.

4.- Se activa la cabeza adecuada, se rota.

5.- Se leen los datos y se transfieren al canal.

Tiempo de acceso:

- Tiempo de posicionamiento, es mecánico (de los brazos al cilindro).

- Tiempo de activación (selección de pista).

- Retardo rotacional (latencia).

- Tiempo de transferencia.

Acceso de cabeza fija:

Si hay 200 pistas hay 200 cabezas.

Tiempo de acceso:

- Tiempo de activación.

- Retardo rotacional.

- Tiempo de transferencia.

Más rápidos, más seguros, más caros, menos densidad de datos por los discos, menor

capacidad.

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Disco Flexible flopy o diskette:

5¼"

3½"

Pieza redonda y plana de plástico flexible (disquete) o de metal rígido (disco duro)

revestida con un material magnético que puede ser influido eléctricamente para contener

información grabada en forma digital (binaria). En el caso de un disquete, la cabeza de lectura

y escritura roza la superficie del disco, mientras que en un disco duro las cabezas nunca llegan

a tocar la superficie.

Hasta hace poco los disquetes eran flexibles y algo grandes, 5,25 pulgadas de ancho y

con capacidad de 360 Kb, lo que hizo que desaparecieran rápidamente. En la actualidad son más

pequeños (3,5 pulgadas), algo más rígidos y con capacidad de 1,44 Mb. Aunque son unos

dispositivos poco fiables, ya que les afecta la temperatura, el polvo, los golpes y los campos

magnéticos, se siguen utilizando en nuestros días, y aunque su capacidad se haya quedado

totalmente obsoleta seguirán sobreviviendo por bastante tiempo.

Tecnología óptica

Por otra parte en la tecnología óptica el mecanismo de almacenamiento es mediante el

láser. Su primera aplicación comercial masiva fue el exitoso CD de música, que data de

comienzos de la década de 1980. El fundamento técnico que se utiliza es mediante un láser que

va leyendo (o escribiendo) microscópicos agujeros en la superficie de un disco de material

plástico, recubiertos a su vez por una capa transparente para su protección del polvo. El

sistema no ha experimentado variaciones importantes hasta la aparición del DVD, que al

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cambiar la longitud de onda del láser, reduce el tamaño de los agujeros y aprieta los surcos

para que almacenar más información en el mismo espacio.

La principal característica de los dispositivos ópticos es su fiabilidad. No les afectan

los campos magnéticos, apenas les afectan la humedad y el calor y pueden aguantar golpes

importantes (siempre que su superficie esté protegida).

Tipos de discos compactos

SOPORTE CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO

DURACIÓN MÁXIMA DE AUDIO

DURACIÓN MÁXIMA DE VÍDEO

NÚMERO DE CDs A LOS QUE EQUIVALE

Disco compacto (CD)

650 Mb 1 h 18 min. 15 min. 1

DVD una cara / una capa 4,7 Gb 9 h 30 min. 2 h 15 min. 7

DVD una cara / doble capa 8,5 Gb 17 h 30 min. 4 h 13

DVD doble cara / una capa

9,4 Gb 19 h 4 h 30 min. 14

DVD doble cara / doble capa

17 Gb 35 h 8 h 26

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