Los discos ópticos

¿Qué son?

Los discos ópticos son unidades de almacenamiento secundario consistentes en un disco en el que se graba la información realizando unos pequeños hoyos en superficie con un láser.

Estructura

Su estructura esta compuesta de:
-Una capa de policarbonato plástico que sujeta al resto del soporte.
-Una capa metálica reflectante (generalmente de aluminio) donde se almacena la información.
-Una capa acrílica transparente situada sobre la anterior, que protege el conjunto.
-Una etiqueta situada en la cara que no almacena información.

Funcionamiento

Su funcionamiento se basa en el uso del láser: la capa reflectante contiene pequeños hoyos (pits) y llanos (lands). Cuando el láser atraviesa el sustrato de policarbonato, la luz se refleja en la superficie reflectante si coincide con un llano, pero no se refleja al coincidir con un hoyo. De esta forma, se codifica la información en binario (sucesión de hoyos o llanos = 0 y cambios de superficie, hoyo/llano = 1). Para leer la información se utiliza un láser emitida por un diodo y se detecta su reflejo como un fotodetector. Para escribir se utiliza un láser más potente.

Las cintas magnéticas

Cinta magnética:

Cinta magnética

Grabador de cintas magnéticas:

Características del disco

Factor de forma del disco

Es el tamaño físico del disco. Se refiere al diámetro de los platos utilizados, lo que repercute en el volumen, peso, capacidad, consumo de energía, prestaciones y precio de la unidad. Existen discos duros de cuatro tamaños o factores de formas diferentes:
- Discos de 3,5": es el primer tamaño que se estandarizó, igualándolo al utilizado en las disqueteras de 3 1/2. Se usa en ordenadores de sobremesa.
-Discos de 2,5": ordenadores portátiles o notebooks.
-Discos de 1,8": aparatos móviles, como reproductores de MP3/MP4.
-Discos de 1": aplicaciones donde el volumen y el consumo del disco están muy limitados, como algunas cámaras de fotos o de vídeo.

Capacidad de almacenamiento del disco

Indica cuántos datos puede almacenar un disco. La media de la capacidad de almacenamiento de un disco varía según el sistema de direccionamiento que se utilice para calcularla.

En los discos que trabajan en modo CHS, la fórmula de cálculo será:

Capacidad = cilindros x cabeza x sectores por pista x tamaño del sector
Mientras, en los discos que actúan en LBA, la fórmula será la siguiente:
                Capacidad = sectores LBA x tamaño del sector

Estructura lógica del disco

La estructura lógica del disco del disco hace referencia a cómo se organizan los datos dentro del mismo, lo que determinará las características del disco. 

La estructura lógica de un disco duro está formada por:

Sector de arranque maestro o MBR (Master Boot Record): es el sector numerado como 0-0-1 y, por tanto, el primero del disco. Contiene la tabla de particiones y un pequeño trozo de código, denominado MBC (Master Boot Code), que la BIOS carga tras realizar el test inicial del ordenador. Este código busca la partición activa y ejecuta un programa que iniciará el sistema operativo instalado en dicha partición. Este sector también contiene toda la información sobre el disco (fabricante, sectores, bytes por sector, etc.).

-Espacio particionado: es el espacio accesible del disco duro por haber sido asignado a una partición del mismo En los sistemas Windows, las particiones se identifican por las letras C a Z (reservándose la A y B para las unidades de disquete en caso de que las hubiera).

-Espacio sin particionar: es el espacio no accesible del disco por no haber sido asignado a ninguna partición.

Elementos de un disco duro

Elementos de un disco duro

Un disco duro consta de los siguientes elementos:

Platos: es un disco rígido elaborado de vidrio, aluminio o cerámica, y que tiene la superficie de sus dos caras recubierta por una capa muy delgada de una aleación metálica magnetizable, que se puede polarizar formando campos magnéticos.
Tiene varios platos, unidos a un eje central y a un motor que los hace girar de forma conjunta, a una velocidad constante, se mide en revoluciones por minuto (rpm) en función las vueltas dadas cada minuto (5400, 7200, 10 000, etc.)

Cabezales: los cabezales constituyen la pieza que sirve para la lectura y escritura de los datos. Están compuestos por una bobina de hilo que detecta o produce un campo magnético. Están colocados en el brazo del actuador, que contiene, como mínimo, un cabezal por cada cara de cada plato.
Los cabezales no llegan a tocar nunca la superficie del disco; cuando el disco gira genera una delgadísima capa de aire (unos 12 nm) sobre la que flotan los cabezales. Esto impide que se raye la superficie del disco, lo que le causaría un grave daño al mismo.

Eje: es la parte del disco duro que une todos los platos al motor y que hace que todos giren conjuntamente a la misma velocidad.

Motores: los discos duros cuentan con dos motores: uno para hacer girar todos los platos y otro, llamado actuador, para desplazar los cabezales desde el centro del disco hasta el borde externo del mismo o viceversa. Como todos están unidos al mismo motor; se mueven al unísono.

Localización de datos en el disco

Caras (sides)

Cada plato consta de dos caras: la cara superior y la car inferior. Para localizar un dato en un disco compuesto por varios platos en los que se escribe por ambas caras, es necesario saber en qué cara está de todas las que conforman el disco-

Pistas (tracks)

Son círculos concéntricos que van desde la parte más interna del disco (pista cero) a la parte más externo.

Cilindros (cylinders)

Es el conjunto de pistas de cada cara que ocupan la misma posición en todos los platos. Como los cabezales están alineados unos encima de otros, pueden acceder a las pistas sin necesidad de moverse. Un disco duro tiene el mismo número de cilindros y pistas.

Sectores (sectors)

Los discos duros almacenan la información en secciones, denominadas sectores que son la cantidad más pequeña que las cabezas pueden leer o escribir de una vez. Cada cara está dividida por unas líneas imaginarias en un número de determinado de sectores, todos del mismo tamaño, normalmente 512 bytes.

Interfaces de disco

Interfaz	Descripción	Foto
IDE	Identifica a un tipo de interfaz comúnmente conocida como interfaz ATA o PATA. Esta interfaz ha sido la más usada hasta hace no mucho tiempo, para el almacenamiento de datos y las unidades ópticas. En la actualidad ha sido sustituida por SATA. Se caracteriza por el hecho de que cada conector permite la conexión de dos dispositivos a cada bus.
EIDE	Como su nombre indica, es una mejora de la IDE. Ha sido la interfaz más empleada hasta la aparición del interfaz SATA. Permite la inclusión de dos conectores en la placa base, el IDE primario y el IDE secundario, lo que posibilita la conexión de hasta cuatro dispositivos: primario maestro/esclavo y secundario maestro/esclavo.
SATA	Es la interfaz más utilizada hoy en día y, como su nombre indica, a diferencia de la PATA, trabaja en serie. Presenta varias mejoras respecto a anteriores interfaces: -Permite una mayor tasa de transferencia de datos. -Utiliza un tipo de cableado más fino y de mayor longitud, con unos conectores de 7 pines. -Usa otro tipo de cable de alimentación y trabaja con tensiones eléctricas menores, lo que reduce el consumo energético. -Las unidades SATA se conectan uno por cada puerto, lo que hace innecesaria la configuración maestro/esclavo. Para determinar el orden de los dispositivos, bastará con que en el setup del ordenador se indique el dispositivo SATA que tiene preferencia en el orden de arranque.
SCSI	Es un tipo de interfaz utilizada en ámbitos más profesionales debido a que resulta más fiable y permite una mayor tasa de transferencia de datos, pero a cambio es bastante más cara. Admite un máximo de 16 dispositivos y, para conectar un dispositivo SCSI a un ordenador, es necesario que la placa base disponga de un controlador SCSI, que no suele venir integrado, por lo que habrá que insertar en la placa una tarjeta de expansión adaptadora a esta interfaz.
PCI-E	Desarrollado por Intel, a diferencia de la PCI,es una ranura que permite la transmisión en serie de datos entre la placa y las tarjetas conectadas. Admite entre uno y 32 enlaces de datos y su número se escribe en la ranura con una letra X delante para identificarlo (por ejemplo, x1 tiene un solo enlace; x8, tiene 8). Una ranura x16 tiene una tasa de transferencia de 4 Gbps, muy superior, por tanto a las AGP.
Thunderbolt	Transfiere datos DisplayPort y PCI Express a través de un único puerto.