Dispositivo de almacenamiento de datos

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Un dispositivo de almacenamiento de datos es un conjunto de componentes electrónicos habilitados para leer o grabar datos en el soporte de almacenamiento de datos de forma temporal o permanente. Realizan operaciones de alfabetización física y lógica de los medios donde se almacenan los archivos de un sistema informático.

Clasificación[editar]

Se pueden clasificar en relación a su capacidad de almacenamiento o la manera en que acceden a los datos:

Dispositivos de Almacenamiento Primario: Se refiere a los dispositivos de almacenamiento masivos, caracterizados por siempre recibir energía eléctrica y guardar información en la memoria del ordenador.

Dispositivos de Almacenamiento Secundario: También denominados de almacenamiento secuencial, guardan la información en dispositivos externos hasta que el usuario lo requiera, por lo tanto son de menor velocidad que la memoria primaria.

La unidad de disco junto con los discos que graba, conforma un dispositivo de almacenamiento o unidad de almacenamiento (device drive).

Acceso Secuencial: En este caso para acceder a la información se debe leer registro por registro desde el inicio hasta llegar a la información en particular que deseamos encontrar. Se clasifican en: de desplazamiento, dispositivos de acoplamiento por carga, y de burbuja.

Acceso Aleatorio: El elemento de lectura accede directamente a la dirección donde encontramos la información físicamente a la que se pretende acceder, sin tener que pasar previamente por la almacenada entre el principio de la grabación y el lugar donde queda la información buscada.

Por ejemplo, una computadora tiene almacenamiento primario o principal (RAM y ROM) y secundario o auxiliar (disco rígido, disquete, pendrive, entre otros), sin embargo el almacenamiento secundario no es necesario para que inicie el equipo.

Los dispositivos que se abordan en este artículo están ordenados en base a su funcionamiento: magnéticos, ópticos, magneto-ópticos y de estado sólido. El almacenamiento en línea comprende características que orientan su descripción hacia artículos independientes.

Dispositivos magnéticos[editar]

El soporte magnético es uno de los tipos de medios o soportes de almacenamiento de datos en los que se utilizan las propiedades magnéticas de los materiales para almacenar información digital.

Unidad de cinta magnética[editar]

Las cintas magnéticas de almacenamiento de datos han sido usadas para el almacenamiento de datos durante los últimos 50 años. En este tiempo se han hecho varios avances en la composición de la cinta, la envoltura, y la densidad de los datos. La principal diferencia entre el almacenamiento en cintas y en discos es que la cinta es un medio de acceso secuencial, mientras que el disco es un medio de acceso aleatorio. se empezaron a utilizar en las décadas de los 80 y 90.

Hay dos características clave para clasificar las tecnologías de cintas magnéticas. La primera es la anchura de la cinta. La anchura más común de una cinta de alta capacidad ha sido como máximo media pulgada. Existen muchos otros tamaños y la mayoría han sido desarrollados para tener menor encapsulado o mayor capacidad.

La segunda clasificación es según el método de grabación. Más específicamente, la diferencia radica en si los datos son escritos linealmente o por escaneo 'helical'. El método lineal ordena en pistas paralelas a la longitud de la cinta. El escaneo 'helical' escribe pequeñas pistas curvada desde un borde de la cinta hasta el otro. Originalmente, la grabación lineal significaba ocupar completamente la anchura de la cinta y escribiendo o leyendo todas las pistas a la vez. Una variación de esta tecnología, es la llamada grabación lineal 'serpentine' que solo graba una fracción de las pistas en la cinta a la vez. Después de realizar una pasada completa, la cabeza se desplaza ligeramente y hace otra pasada en la dirección contraria. Este procedimiento es repetido hasta que todas las pistas han sido leídas o escritas. Usando este método, la cinta puede tener más pistas que las usadas con el método linear normal. En contraste a esto, el método de escaneo 'helical' solo necesita una pasada para leer o escribir toda la cinta.

Unidad de disco flexible o «disquetera»[editar]

Inserción de un disquete de 3½ pulgadas en la unidad de un portátil Compaq LTE.

El disquete o disco flexible (en inglés: diskette o floppy disk) fue un soporte de almacenamiento de datos de tipo magnético, formado por una fina lámina circular (disco) de material magnetizable y flexible (de ahí su denominación), encerrada en una cubierta de plástico, cuadrada o rectangular, que se utilizaba en la computadora, por ejemplo: para disco de arranque, para trasladar datos e información de un ordenador a otro, o simplemente para almacenar y resguardar archivos.

La disquetera, unidad de disquete o unidad de disco flexible (FDD, del inglés Floppy Disk Drive) es el dispositivo o unidad de almacenamiento que lee y escribe los disquetes, es decir, es la unidad lectora/grabadora de disquetes.

Este tipo de soporte de almacenamiento es vulnerable a la suciedad y los campos magnéticos externos, por lo que deja de funcionar con el tiempo o por el desgaste.

Unidad de disco rígido o duro[editar]

Disco duro mecánico

En informática, unidad de disco duro o unidad de disco rígido (en inglés: hard disk drive, HDD) es un dispositivo de almacenamiento de datos que emplea un sistema de grabación magnética para almacenar y recuperar archivos digitales. Se compone de uno o más platos o discos rígidos, recubiertos con material magnético y unidos por un mismo eje que gira a gran velocidad dentro de una caja metálica sellada. Sobre cada plato, y en cada una de sus caras, se sitúa un cabezal de lectura/escritura que flota sobre una delgada lámina de aire generada por la rotación de los discos.[1]​ Permite el acceso aleatorio a los datos, lo que significa que los bloques de datos se pueden almacenar o recuperar en cualquier orden y no solo de forma secuencial. Las unidades de disco duro son un tipo de memoria no volátil, que retienen los datos almacenados incluso cuando están apagados. [2][3][4]

El primer disco duro fue inventado por IBM, en 1956.[5]​ A lo largo de los años, han disminuido los precios de los discos duros, al mismo tiempo que han multiplicado su capacidad, siendo la principal opción de almacenamiento secundario para computadoras personales, desde su aparición en los años 1960.[6]​ Los discos duros han mantenido su posición dominante gracias a los constantes incrementos en la densidad de grabación, que se ha mantenido a la par de las necesidades de almacenamiento secundario.[6]

Mejorados continuamente, los discos duros han mantenido esta posición en la era moderna de los servidores y las computadoras personales. Más de 224 compañías han fabricado unidades de disco duro históricamente, aunque después de una extensa consolidación de la industria, la mayoría de las unidades son fabricadas por Seagate, Toshiba y Western Digital. Los discos duros dominan el volumen de almacenamiento producido (exabytes por año) para servidores. Aunque la producción está creciendo lentamente, los ingresos por ventas y los envíos de unidades están disminuyendo debido a que las unidades de estado sólido (SSD) tienen mayores tasas de transferencia de datos, mayor densidad de almacenamiento de área, mejor confiabilidad, [7]​ y tiempos de acceso y latencia mucho más bajos.[8][9][10][11]

Los ingresos por SSD, la mayoría de los cuales utilizan NAND, exceden ligeramente los de los HDD.[12]​ Aunque los SSD tienen un costo por bit casi 10 veces mayor, están reemplazando a los discos duros en aplicaciones donde la velocidad, el consumo de energía, el tamaño pequeño y la durabilidad son importantes.[10][11]

Los tamaños también han variado mucho, desde los primeros discos IBM hasta los formatos estandarizados actualmente: 3,5 pulgadas los modelos para PC y servidores, y 2,5 pulgadas los modelos para dispositivos portátiles. Todos se comunican con la computadora a través del controlador de disco, empleando una interfaz estandarizada. Los más comunes hasta los años 2000 han sido IDE (también llamado ATA o PATA), SCSI/SAS (generalmente usado en servidores y estaciones de trabajo). Desde el 2000 en adelante ha ido masificándose el uso de los SATA. Existe además los discos de canal de fibra (FC), empleados exclusivamente en servidores. Las unidades externas se conectan principalmente por USB.

Para poder utilizar un disco duro, un sistema operativo debe aplicar un formato de bajo nivel que defina una o más particiones. La operación de formateo requiere el uso de una fracción del espacio disponible en el disco, que dependerá del sistema de archivos o formato empleado. Además, los fabricantes de discos duros, unidades de estado sólido y tarjetas flash miden la capacidad de los mismos usando prefijos del Sistema Internacional, que emplean múltiplos de potencias de 1000 según la normativa IEC e IEEE, en lugar de los prefijos binarios, que emplean múltiplos de potencias de 1024, y son los usados por sistemas operativos de Microsoft. Esto provoca que en algunos sistemas operativos sea representado como múltiplos 1024 o como 1000, y por tanto existan confusiones, por ejemplo, un disco duro de 500 GB, en algunos sistemas operativos será representado como 465 GiB (es decir gibibytes; 1 GiB = 1024 MiB) y en otros como 500 GB.

El rendimiento de un disco duro se especifica por el tiempo requerido para mover las cabezas a una pista o cilindro (tiempo de acceso promedio) agregando el tiempo que toma para que el sector deseado se mueva debajo de la cabeza (latencia media, que es una función de la velocidad de rotación física en las revoluciones por minuto) y, finalmente, la velocidad a la que se transmiten los datos (velocidad de datos).

Dispositivos ópticos[editar]

Unidad de CD-ROM interna que se coloca en la carcasa de computadora de escritorio.
Lente láser de una unidad de disco óptico en una laptop.

En informática, la unidad de disco óptico es la unidad de disco que utiliza una luz láser como parte del proceso de lectura o escritura de datos desde un archivo a discos ópticos a través de haces de luz que interpretan las refracciones provocadas sobre su propia emisión.

Los discos compactos (CD), discos versátiles digitales (DVD) y discos Blu-ray (BD) son los tipos de medios ópticos más comunes que pueden ser leídos y grabados por estas unidades.

El “almacenamiento óptico”[13]​ es una variante de almacenamiento informático surgida a finales del siglo XX. La historia del almacenamiento de datos en medios ópticos se remonta a los años comprendidos en las décadas de 1970 y 1980. Se trata de aquellos dispositivos que son capaces de guardar datos por medio de un rayo láser en su superficie plástica, ya que se almacenan por medio de ranuras microscópicas (o ranuras quemadas). La información queda grabada en la superficie de manera física, por lo que solo el calor (puede producir deformaciones en la superficie del disco) y las ralladuras pueden producir la pérdida de los datos, en cambio es inmune a los campos magnéticos y la humedad.

Las unidades de discos ópticos son una parte integrante de los aparatos de consumo autónomos como los reproductores de CD, reproductores de DVD y grabadoras de DVD. También son usados muy comúnmente en las computadoras para leer software y medios de consumo distribuidos en formato de disco, y para grabar discos para el intercambio y archivo de datos. Las unidades de discos ópticos (junto a las memorias flash) han desplazado a las disqueteras y a las unidades de cintas magnéticas para este propósito debido al bajo coste de los medios ópticos y la casi ubicuidad de las unidades de discos ópticos en las computadoras y en hardware de entretenimiento de consumo.

La grabación de discos en general es restringida a la distribución y copiado de seguridad a pequeña escala, siendo más lenta y más cara en términos materiales por unidad que el proceso de moldeo usado para fabricar discos planchados en masa.

Unidad de disco magneto-óptico[editar]

Disco magneto-óptico de 2.6GB y 130 mm.
Un disco magneto-óptico es un tipo de disco óptico capaz de escribir y reescribir los datos sobre sí. Al igual que un CD-RW, puede ser utilizado tanto para almacenar datos informáticos como pistas de audio. La grabación magneto-óptica es un sistema combinado que graba la información de forma magnética bajo la incidencia de un rayo láser, y la reproduce por medios ópticos.

Unidad de estado sólido[editar]

Un SSD sata estándar de 2,5 pulgadas (64 mm) de factor de forma.
SSD Samsung 960 PRO 512 gigabytes en 2018, frente y parte posterior.

La unidad de estado sólido, la o el SSD (acrónimo inglés de Solid State Drive), también llamado a veces incorrectamente disco de estado sólido pues carece de disco físico, es un tipo de dispositivo de almacenamiento de datos que utiliza memoria no volátil, como la memoria flash, para almacenar datos, en lugar de los platos o discos magnéticos de las unidades de discos duros (HDD) convencionales.[14]

En comparación con los discos duros tradicionales, las unidades de estado sólido son menos sensibles a los golpes al no tener partes móviles, son inaudibles, más livianas y poseen un notablemente menor tiempo de acceso y de latencia, lo que se traduce en una mejora sustancial en el rendimiento, en cuanto a la carga de sistemas operativos, software y transferencia de datos. En contrapartida, su vida útil puede ser inferior, ya que tienen un número limitado de ciclos de escritura, pudiendo producirse la pérdida absoluta de los datos de forma inesperada e irrecuperable. Sin embargo, por medio del cálculo del tiempo medio entre fallos y la administración de sectores defectuosos dicho problema puede ser mitigado razonablemente.

Las unidades SSD pueden usar la misma interfaz SATA que los discos duros, por lo que son fácilmente intercambiables sin tener que recurrir a adaptadores o tarjetas de expansión para compatibilizarlos con el equipo, pero también la interfaz PCIe para obtener velocidades mayores de lectura/escritura, pudiendo superar los 10 GB/s, si bien esto depende de la generación de PCIe que utilice y otros factores de su diseño.[15]​ Aunque en sus inicios el formato físico más común de estas unidades era el de un disco duro estándar de 2.5 o 3.5 pulgadas, actualmente existen otros formatos de consumo en uso como mSATA o M.2, y otros empresariales como NF1.[16][17]

A partir de 2010, la mayoría de las SSD utilizan memoria flash basada en puertas NAND, que retiene los datos sin alimentación eléctrica. Para aplicaciones que requieren acceso rápido, pero no necesariamente la persistencia de datos después de la pérdida de alimentación, las SSD pueden ser construidos a partir de memoria de acceso aleatorio (RAM). Estos dispositivos pueden emplear fuentes de alimentación independientes, como baterías, para mantener los datos después de la desconexión de la corriente eléctrica.

Se han desarrollado y están disponibles en el mercado dispositivos que combinan ambas tecnologías, discos duros con memorias flash, en una única unidad, que se denomina disco duro híbrido (HHDD o Hybrid Hard Disk Drive), con la intención de mejorar la velocidad pero manteniendo la capacidad del disco duro, y a precios inferiores a los de estado sólido. Se logra así una solución de compromiso con una tasa de transferencia mayor que la de un disco duro convencional pero menor a la de un SSD.

Unidad de memoria flash USB[editar]

16 USB flash drives.jpg
El Pendrive (Universal Serial Bus), conocida también con los nombres locales: lápiz de memoria, dedo, pincho, lápiz USB, memoria externa, pendrive, memocápsula, memorín o llave maya,[18]​ es un tipo de dispositivo de almacenamiento de datos que utiliza circuitos de estado sólido para guardar datos e información.[19]

Otros dispositivos[editar]

  • Unidad de cinta perforada: se trata de un medio muy obsoleto, consistente en tarjetas o cintas de papel perforadas.
  • Almacenamiento en línea: hoy en día también debe hablarse de esta forma de almacenar información. Esta modalidad permite liberar espacio de los equipos de escritorio y trasladar los archivos a discos rígidos remotos provistos que garantizan normalmente la disponibilidad de la información. En este caso podemos hablar de dos tipos de almacenamiento en línea: un almacenamiento de corto plazo normalmente destinado a la transferencia de grandes archivos vía web; otro almacenamiento de largo plazo, destinado a conservar información que normalmente se daría en el disco rígido del ordenador personal.

Genéricamente, para agrupar un conjunto de unidades o dispositivos, se pueden denominar:

Restauración de datos[editar]

La información almacenada en cualquiera de estos dispositivos debe de disponer de algún mecanismo para restaurar la información, es decir restaurar la información a su estado original en caso de que algún evento no nos permita poder acceder a la información original, siendo necesario acudir a la copia que habíamos realizado anteriormente. Para esta restauración de datos existen diferentes métodos, desde un simple copiar pasando por comando como el "copy" de DOS, el "cp" de sistemas Linux y Unix, o herramientas de diversos fabricantes.En informática la información se mide a través de diferentes términos.

Evolución de los dispositivos de almacenamiento[editar]

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. Remzi H. Arpaci-Dusseau; Andrea C. Arpaci-Dusseau (2014). «Operating Systems: Three Easy Pieces, Chapter: Hard Disk Drives» (en inglés). Consultado el 19 de julio de 2019. 
  2. Patterson, David; Hennessy, John (1971). Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface (en inglés). Elsevier. p. 23. ISBN 9780080502571. 
  3. Domingo, Joel (2 de septiembre de 2020). Ziff Davis, ed. «SSD vs. HDD: What's the Difference?» (en inglés). PC Magazine UK. Consultado el 21 de marzo de 2018. 
  4. «Implications of non-volatile memory as primary storage for database management systems» (en inglés). IEEE. Consultado el 19 de julio de 2019. 
  5. «IBM Archives: IBM 350 disk storage unit» (en inglés). IBM. Archivado desde el original el 31 de mayo de 2008. Consultado el 19 de octubre de 2012. 
  6. a b C. Dennis Mee, Eric D. Daniel (1996). McGraw-Hill, ed. Magnetic Storage Handbook 2nd Ed.. ISBN 0-07-041275-8. 
  7. «Validating the Reliability of Intel Solid-State Drives» (en inglés). Intel. Consultado el 10 de febrero de 2012. 
  8. Fullerton, Eric (Marzo de 2018). «5th Non-Volatile Memories Workshop (NVMW 2018)» (en inglés). IEEE. Consultado el 23 de abril de 2018. 
  9. Handy, James (31 de julio de 2012). «For the Lack of a Fab...» (en inglés). Objective Analysis. Consultado el 25 de noviembre de 2012. 
  10. a b Hutchinson, Lee (25 de junio de 2012). «How SSDs conquered mobile devices and modern OSes». Ars Technica (en inglés). Consultado el 7 de enero de 2013. 
  11. a b Santo Domingo, Joel (10 de mayo de 2012). «SSD vs HDD: What's the Difference?». PC Magazine (en inglés). Consultado el 24 de noviembre de 2012. 
  12. Hough, Jack (14 de mayo de 2018). «Why Western Digital Can Gain 45% Despite Declining HDD Business» (en inglés). Barron’s. Consultado el 15 de mayo de 2018. 
  13. «Dispositivos de almacenamiento óptico y tipos de discos ópticos». http://www.informaticamoderna.com/. 
  14. Izquierdo, Robin (13 de noviembre de 2019). «Tipos de disco duro» (html). Pandora FMS. Archivado desde el original el 21 de noviembre de 2019. Consultado el 29 de diciembre de 2019. «La estructura de los dispositivos SSD poco o nada tiene que ver con la de los clásicos HDD, por lo que solo son llamados “discos duros” por dedicarse a funciones similares. Los SSD no son, de hecho, discos, y carecen de partes mecánicas; por el contrario, disponen de un microprocesador propio (llamado “controlador”) que se encarga de las tareas de lectura/escritura de datos, y almacenan los datos en microchips que disponen de memorias flash interconectadas. » 
  15. «Seagate boasts of the fastest SSD flash drive at 10 GB/s». SlashGear (en inglés estadounidense). 9 de marzo de 2016. Consultado el 9 de mayo de 2020. 
  16. «NF1 SSD | Samsung Semiconductor». www.samsung.com (en inglés). Consultado el 9 de mayo de 2020. 
  17. Cunningham, Andrew (8 de febrero de 2015). «Understanding M.2, the interface that will speed up your next SSD». Ars Technica (en inglés estadounidense). Consultado el 9 de mayo de 2020. 
  18. Este último nombre solo se usa en Costa Rica, lo cual ha abierto múltiples debates en centros educativos, como por ejemplo el Colegio Universitario de Cartago, entre alumnos y profesores acerca de la terminología más apropiada.
  19. Fundéu (julio de 2013). «pen drive, alternativas en español». Consultado el 2 de septiembre de 2014. 

Enlaces externos[editar]