DlSCOS MAGNETICOS

Y UNlDADES DE DlSCOS

Lugar que ocupan las unidades de discos magnéticos y ópticos dentro del conjunto

De los periféricos más comunes.

Teniendo presente la Unidad 1, habíamos planteado que un computador se comunica con el exterior mediante los periféricos ligados al mismo, que son dispositivos (hardware) controlados por software.

El "exterior" podía estar constituido por distintos medios: discos, papel, pantalla, teclado, cable telefónico, cable de comunicación con otros computadores de una red, etc.

Los discos, sean rígidos, CDs, o disquetes se consideran memoria auxiliar o secundaria, de gran capacidad de almacenamiento en relación con la memoria principal, pero de acceso un millón de veces mas lento.

Clases de periféricos

Periféricos de entrada (teclado, unidad de discos, mouse, escáner, módem, etc.): son dispositivos que sirven para entrar del "exterior' datos a procesar y programas para procesarlos, cuyo destino será la memoria.

Periféricos de salida (monitor, impresora, unidad de discos, módem, etc.): son dispositivos encargados de transferir al exterior" la informan proveniente de memoria, sean datos procesados o programas.

Las unidades de discos y de CD se designan periféricos de almacenamiento masivo. En una operación de entrada leen archivos de datos o programas archivados en esos discos, los cuales luego Llegaran a memoria; y en una operación de salida permiten archivar resultados que estaban en memoria.

Se designan periféricos terminales de entrada o salida- al teclado, monitor, impresora, gratificador, parlante, reconocedor de voz, etc., o sean aquellos mediante los cuales el hombre se puede comunicar con un computador a través de los símbolos que usa para escribir. hablar, leer.

Tipos de discos que se usan en el presente en las unidades de disco, disquete y CD, de los equipos de computación

Los distintos tipos de discos existentes para computación, tienen en común que se emplean como soportes para almacenar grandes cantidades de inmolación (datos y programas), en general durante largo tiempo.

Difieren en la tecnología de almacenamiento/lectura, en la cantidad de infamación que memorizan, en el tiempo que se tarda en acceder y transferir datos requeridos, en la seguridad con que mantienen la información durante un tiempo estimado, y en el costo por megabytes almacenado.

Propiedades y funciones de los discos magnéticos.

1. Tiene capacidad para almacenar masivamente grandes cantidades de inmolación en reducidos espacios con el consiguiente bajo costo relativo por byte almacenado.

2. Es memoria "no volátil": guarda largo tiempo los bits almacenados aunque se retire el sumistro de energía eléctrica, propiedad que la memoria principal carece.

3. Permite acceder en pocos milisegundos, casi directamente, al lugar donde se halla un bloque de datos a leer o escribir, sin necesidad de búsqueda en todos los bloques de datos que le preceden, como ocurre en una cinta magnética. En esta además no se puede re-escrbir una porción sin re-escribirla totalmente.

• La mayoría de los programas están almacenados en disco, constituyendo archivos

"Ejecutables".

Cuando se necesita un programa, una copia de este pasa a memoria principal, para ser ejecutado.

- Generalmente pasa de disco a memoria una copia del archivo de datos que procesara un programa.

Los resultados obtenidos van de memoria a disco, formando parte de dicho archivo o de otro.

- El disco sirve también para simular una "memoria virtual', de mucho mayor capacidad que la memoria principal existente.

Disco magnético. Escritura y lectura de cada bit de un sector

Un disco (sea flexible o duro) sirve de soporte para archivos de información. Almacena los bytes de estos archivos en uno o varios sectores de pistas circulares. Ellas son anillos concéntricos separados lo menos posible entre si existentes en sus dos caras recubiertas de una fina opa superficial de material magnetizable. Este es del tipo usado en las cintas de audio, siendo que las partículas ferromagneticas conservan su magnetismo aunque desaparezca el campo que las magnetizo.

Una bobina de alambre arrollada sobre este núcleo genera dicho campo magnético, al circular por ella una comente eléctrica. El núcleo ferromagnetico y la bobina constituyen una cabeza. Todas las pistas de una cara de un disco son escritas o leídas por una misma cabeza, portada por un brazo móvil

La cabeza queda inmóvil sobre la pista a escribir o leer, mientras el disco gira frente a ella,

Existe una cabeza para cada cara de un disco. Los brazos que las soportan se mueven juntos. O sea, que si la cabeza de la cara superior esta sobre una cierta pista, la otra cabeza estar en una pista de la cara inferior, teniendo siempre ambas pistas el mismo radio (una esta cobre la otra separadas por el espesor del disco).

En una escritura, a la cabeza seleccionada - muy próxima o tocando la superficie del disco le llega del exterior por dos cables- una señal eléctrica que presenta dos niveles de tensión eléctrica.

En una escritura, luego que el material ferromagnetico de una cara pasa frente a la

Cabeza magnetizante quedan formados una sucesión de imanes superficiales, los cuales conforman una pista circular, por estar la cabeza fija, y girar la superficie del disco. Los campos magnéticos de estos imanes ce manifestaran en la superficie de la pista, codificando unos y ceros.

Ninguna porción de una pista puede quedar sin magnetizar: forma parte de un imán NS o SN. Esto también asegura, en una reprobación, el borrado de la infamación grabada anteriormente sobre una pista.

Si se re escribe un sector no es necesario realizar un paso intermedio de borrar la información antes escrita. La nueva escritura borra grabador igual que en un grabador de audio y video.

Durante una lectura, la misma cabeza - en un proceso inverso al de grabación- Censara los campos magnéticos sobre la superficie de la pista accedida, para detectar cada cambio de polarización cuando pasa de una porción de una pista polarizada NS a la siguiente, polarizada SN, o sea cuando encuentran enfrentados dos polos norte o sur. Estos cambios originan corrientes en la bobina, que aparecerán como breves impulsos eléctricos en los dos cables de la bobina que salen desde la cabeza. Puesto que cada uno de estos impulsos implica una inversión del campo magnético de la pista, y que estos cambios fueron producidos en la escritura cuando cambiaba el nivel de la señal eléctrica que actuaba sobre la bobina, se puede reconstruir esta señal Así es factible determinar los unos y ceros que dieron lugar a los cambios de nivel según la codificación (MFM o RLL) empleada. Esta operación es "no destructiva": pueden obtenerse copias de los datos guardados sin que estos se alteren.

Solo una cabeza escribe o lee el disco

Rígido por vez, al igual que en un disquete.

Cilindros

Un disco o disquete guarda los datos en sus caras; las caras se componen de pistas, y estas se dividen en sectores. Se vera como se consideran y numeran estos espacios, a fin de constituir una organización física de un disco o disquete, eficiente para ser accedida en el menor tiempo posible. El hecho de que un disquete - o cada plato de un rígido- tenga dos caras, amen de duplicar su capacidad de almacenamiento, permite escribir o leer el doble de datos antes de desplazar el cabezal a la pista siguiente o a otra, accediendo a una cara y luego a la contraria. As se puede escribir o leer mas datos en menos tiempo.

Conforme a lo descripto, cuando un cabezal se posiciona. accede a un conjunto de pistas de igual radio, (tantas como cabezas tenga el cabezal), que se consideran parte de la superficie de un cilindro imaginado. Entonces, cada cilindro de un disco o disquete esta formado por todas Ias pistas de igual radio (una por cara), y contiene la información correspondiente a los sectores que componen dichas pistas, información a la que se puede acceder cuando el cabezal se posiciona en dicho cilindro.

En las disqueteras, un motor "paso a paso" hace que el cabezal salte de un cilindro al siguiente, cuando se quiere pasar de una pista a la siguiente (o a cualquier otra) que est en la misma cara. Como se vera, en los rígidos el acceso de una pista a otra se lleva a cabo por un mecanismo más complejo que busca la pista.

Según lo tratado en definitiva, en disquetes y discos la información se organiza físicamente como sigue:

=, La menor unidad de almacenamiento que se puede escribir o leer en forma independiente es el sector, que agrupa 512 bytes (para el DOS y otros sistemas operativos).

= Un cierto numero de sectores - accesibles sin variar la posición de una cabeza - conforma una pista.

= Un numero dado de pistas - accesibles sin variar la posición del cabezal en las caras de un disco o platos de un disco rígido - constituyen un cilindro.

= Tres números deben usarce para escribir o leer datos: numero, de cilindro, numero de cabeza (head), y numero de sector.

Cantidad de bytes que puede almacenar un dico o disquete

La densidad depende del tipo de material magnetizable de las caras, del ancho del entrehierro de las cabezas, y de la técnica de codificación de bits empleada para grabar O~FM,RLL, o ARLL, a desarrollar).

Capacidad = Sectores por pistas x Tamaño sector(Bytes)x Pistas(cilindros)por cara x Nro. de caras.

Disquete como medio de almacenamiento de acceso directo

Tal denominación proviene del hecho de que el cabezal llega directamente a la pista (cilindro) deseada, sin búsquedas. Luego, con el disco girando, deben pasar bajo la cabeza activada 105 sectores que anteceden al sector buscado. Esto si bien implica una búsqueda secuencial la misma es de corta duración, por el relativo pequeño numero de sectores de una pista, y por la velocidad de giro del disco, como se detalla luego.

Como se localiza un sector de un disco/disquete, y por que se dice que es

direccionable ?

Durante una operación de E/C, el controlador de la unidad de disco o de la disquetera debe recibir tres números: el del cilindro que contiene la pista donde esta ese sector, el de la cabeza (head) que accede a esa pista, y el numero del sector dentro de la pista.

los tiempos de posicionamiento, latencia y acceso en un disco o disquete

Para acceder a un sector que esta en una cara de un disco. Primero el cabezal debe trasladarse hasta el cilindro que contiene la pista donde se encuentra dicho sector, y luego debe esperarse que al girar el disco ese sector quede debajo de la cabeza. Por lo tanto, deben tener lugar dos tiempos:

1. El brazo con la cabeza correspondiente a esa cara se citua en pocos milisegundos (tiempo "seek", de posicionamiento) directamente sobre el cilindro seleccionado, o sea sobre la pista del cilindro correspondiente a esa cara. Se considera un valor promedio para este tiempo'.

2. Una vez que la cabeza posesiona sobre dicha pista, los sectores de esta desfilaran debajo de esa cabeza.

Que son tiempo y velocidad de transferencia de datos ?

Suponiendo una lectura, una vez que el sector requerido esta frente a la cabeza activada -luego de transcurrir los tiempos de posicionamiento y de latencia- ella debe leer bit por bit dicho sector, pasando estos bits en serie hacia la electrónica, y luego hacia la interfaz del disco o disquete. El destino final de los bits conforma el campo de datos de un sector; es la zona de memoria principal (buffer) reservada para esos datos. A esta zona esos bits leídos llegan en paralelo (de 16 32 por vez) a través del bus que une la interfaz

Con la memoria principal.

Sea un disco de 32 sectores por pista, que gira a 3.6(30 r.p.m. = 60 r.p.seg. I 1 revoluan/l6 mseg.

La velocidad de transferencia interna será la velocidad de transferencia real solo si a medida que la cabeza lee (o escribe) los datos de un sector, ellos se van transfiriendo hacia memoria (desde memoria sin demoras. Conforme a lo anterior resulta que la velocidad de transferencia de un disco depende:

- De la velocidad de transferencia interna de la unidad de disco (dependiente de la densidad, y el r.p.m.).

- Del tiempo de respuesta de la interfaz controladora (EIDE, SCSI), de la existencia de un cache en ella.

- De la velocidad del bus al cual la interfaz se conecta.

En general, si se aumenta la velocidad de giro lineal (numero de bits por cm de pita) se transferirá mas bits por segundo. Hoy dia esta densidad van en aumento en los nuevos modelos de discos rígidos, dado que con los actualestipos de cabezas desarrollados se pueden grabar y detectar mas bits por cm de pista, por lo que cada vez resultan mayores velocidades de transferencia interna de bits. Esto debe tener como correlato

Interfaces (DE o SCSI) que tengan listos rápidamente los datos a escribir o los leídos en un disco, y buses con un ancho de banda apto para soportar tales velocidades de transferencia entre la interfaz y memoria.

Caracteriscticas propias de disquetes, disqueteras y controladoras

Arquitectura de los discos flexibles

Un disco flexible o "disquete" o "8oppy", como quiera Ilamarse, consiste en un disco de material plástico tipo mylrard, cubierto con una capa de material magnetizable en ambas caras. Este contenido en un sobre que sirve para protegerlo del polvo, ralladuras, huellas digitales y golpes.

Los disquetes son removibIes de la disquetera (designadas A B) en la que están insertados. Cuando un disquete se introduce en una disquetera, puede ser accedido en cualquiera de las dos caras por la correspondiente cabeza, pero una sola cara será leída o escrita por vez. Mientras no se de una orden de escritura o lectura, el disquete no gira, y las cabezas no tocan sus caras. Si tal orden ocurre, luego de una espera de casi medio segundo para que tome velocidad, el disco gira (a razón de 300 r.p.m. en el interior del

"sobre" protector, con la consiguiente elevación de temperatura). Solo gira mientras lee o escribe, rozando entonces cada cabeza la pista accedida. Esto, sumado a las partiulas de polvo siempre presentes, hace que la vida útil de un disco flexible como sea corta en comparación con la de un disco rígido.'

La flexibilidad de un disquete ayuda a que no se afectado cuando las cabezas tocan sus caras. Ce estima que la información almacenada en un disquete puede mantenerse con seguridad en el mismo durante 3 o 4 anos, siendo conveniente re-escribla una vez por ano, pues la magnetización de las pistas se va debilitando con el tiempo.

Un disquete no debe exponerse al calor, campos magnéticos (de transformadores, fotocopiadoras, teléfono, monitor), ni ser doblado. Las etiquetas deben escribirse antes de ser adheridas.

Que son los disquetes y unidades zip

Las unidades ZIP, por las capacidades de sus disquetes, por su contabilidad, y por su

Velocidad de transferencia esta a mitad de camino entre las unidades de disquete y las de disco duro, aunque más próximas a estas ultima: Así, su velocidad de giro es del orden de 3000 r.p.m., lo cual redunda en una mayor velocidad de transferencia.

El gabinete del ZIP derive es externo al gabinete del computador.

La conexión del ZIP derive generalmente se hace en el port paralelo que usa la impresora, debiéndose desconectar esta de dicho port, y volverla a conectar al gabinete del ZIP derive en un conector preparado. Los disquetes para ZDP derive son flexibles, y pueden almacenar en sus dos caras magnetizables 100/200 MB, empleándose comúnmente para back-up del disco rígido. Las cabezas de escritura/lectura están en contacto con las superficies de ambas caras, siendo más pequeñas en tamaño que las usadas en disquetera, lo cual permite grabar y sensar con daisidades de grabación mayores.