Exploración de Dispositivos de Almacenamiento Digital: HDD, SSD y Ópticos

Disco Duro (HDD)

El disco duro (HDD) es el medio de almacenamiento de información más importante de un PC.

Estructura Física

• Cabezas: Encargadas de la lectura y escritura de datos.
• Brazo Mecánico: Permite el acceso a la información al mover las cabezas sobre los platos.
• Motores: Hacen girar los discos (platos) y mueven las cabezas.
• Platos: Superficies circulares donde se almacena la información de forma magnética.

Funcionamiento

1. Desplazar los cabezales de lectura/escritura hasta el lugar donde comienzan los datos.
2. Esperar a que el primer dato llegue a la posición de los cabezales debido a la rotación del plato.
3. Leer el dato con el cabezal correspondiente.

Conceptos Clave

Sector

Cada pista de un disco está dividida en tramos iguales, denominados sectores, que permiten la grabación de bloques de bytes.

Estructura Lógica

• Sector de Arranque: Es el primer sector del disco duro, donde se almacena la tabla de particiones.
• Espacio Particionado: Espacio que ha sido asignado a una partición específica.
• Espacio No Particionado: Espacio que aún no ha sido asignado a ninguna partición.

Características

• Modo de Transferencia: (PIO, DMA)
• Tiempo de Acceso:
• Tiempo de Búsqueda:
• Velocidad de Rotación: (medida en RPM)
• Latencia:
• Capacidad: (medida en GB o TB)
• Caché del Disco:

Interfaces de Almacenamiento

Beneficios de SATA (Serial ATA)

• Almacenamiento de Bajo Coste:
• Fácil Integración:
• Mejor Velocidad y Ancho de Banda:
• Mayor Flexibilidad de Configuración del Sistema:
• Configuración más Sencilla:
• Mejor Flujo de Aire: Dentro del chasis del PC.
• Los usuarios pueden actualizar fácilmente sus dispositivos.

SCSI (Small Computer System Interface)

Las unidades SCSI se utilizan principalmente en entornos profesionales. Ofrecen mayor rendimiento y fiabilidad, siendo más rápidas en la transmisión de datos. Sin embargo, son más caras y se suelen emplear en servidores de red.

Unidades de Estado Sólido (SSD)

Las Unidades de Estado Sólido (SSD) están basadas en memorias no volátiles (como NAND Flash) o, en algunos casos, volátiles (como SDRAM para caché). Son significativamente más rápidas y silenciosas que los HDD tradicionales.

Partes Principales

• Controladora: Administra, gestiona y une los módulos de memoria con los conectores de entrada/salida.
• Caché: Dispositivo de memoria DRAM que acelera las operaciones de lectura y escritura.
• Condensador: Almacena datos temporalmente, especialmente útil para proteger la integridad de los datos en caso de un corte de energía inesperado.

Ventajas

• Menor consumo energético.
• Mayor velocidad de lectura/escritura.
• Menor peso.
• Menor ruido (funcionamiento silencioso).
• Mayor resistencia a golpes y caídas.
• Mayor capacidad (en modelos recientes).

Inconvenientes

• Mayor coste por gigabyte.
• Vida útil limitada (debido al número finito de ciclos de escritura de las celdas de memoria).
• Menor recuperabilidad de datos en caso de fallo (especialmente si el fallo es de la controladora o la memoria NAND).
• Aunque existen estándares de interfaz (SATA, NVMe), la velocidad interna puede variar significativamente entre modelos y fabricantes.

Dispositivos de Almacenamiento Óptico

Tipos de CD

• CD-DA (Compact Disc Digital Audio): Para formato de audio.
• CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory): Para almacenamiento de datos.
• CD-I (Compact Disc Interactive): Para discos interactivos.
• CD-ROM/XA (eXtended Architecture): Para mejora de audio y video.
• CD-R (Compact Disc Recordable): Para discos grabables una sola vez.
• CD-RW (Compact Disc ReWritable): Para discos regrabables.
• Video CD (VCD): Para videos.
• Super Video CD (SVCD): Para videos, con mejor calidad que el Video CD.

Unidades Lectoras de CD-ROM

• Cabeza de Lectura: Funciona mediante un láser (luz) para leer los datos.
• Accionador de la Cabeza: Se encarga de mover la cabeza de lectura a lo largo del disco.
• Mecanismo de Carga de Disco: Responsable de introducir y expulsar el CD de la unidad.
• Motor de Rotación: Gira el disco. Dentro de este mecanismo se encuentran:
  • CLV (Constant Linear Velocity): Mantiene una velocidad lineal constante, lo que implica que la velocidad de rotación del disco varía (más rápida en la zona interna, más lenta en la externa).
  • CAV (Constant Angular Velocity): Mantiene una velocidad angular constante, lo que significa que la velocidad de lectura es más rápida en la zona externa que en la interna.

Blu-ray Disc

El Blu-ray Disc es un formato de disco óptico diseñado para almacenar video de alta definición y grandes volúmenes de datos. Su capacidad de almacenamiento es de 25 GB para discos de una sola capa y de 50 GB para discos de doble capa.

DVD (Digital Versatile Disc)

Las principales características del DVD son su velocidad y capacidad de almacenamiento superiores a las del CD. Consiste en dos discos pegados uno contra el otro. Las pistas en un DVD están más próximas que en un CD, lo que permite una mayor densidad de datos. Además, incorpora métodos más eficaces de detección y corrección de errores.