Tecnologías de Almacenamiento Digital: Un Recorrido por Discos Duros, SSD y Ópticos

Discos Duros (HDD)

Estructura Física

• Pistas: Son círculos concéntricos en los que se divide cada cara del plato. Su densidad influye en la capacidad del disco.
• Sectores: Son divisiones de las pistas, la unidad mínima de almacenamiento.
• Cabezas: Componentes encargados de leer y escribir la información. Generalmente, hay dos por plato (una por cada cara).
• Cilindro: Conjunto de todas las pistas que se encuentran en la misma posición radial en todos los platos.

Estructura Lógica

• Boot: Se localiza en el primer sector del disco y lo ocupa por completo, conteniendo la información de arranque.
• FAT (File Allocation Table): Organiza la información en ficheros dentro de la zona de datos, gestionando la asignación de espacio.
• Directorio Raíz: Es la tercera zona que se crea al formatear el disco y posee un tamaño fijo, conteniendo la estructura principal de directorios.
• Zona de Datos: Es la zona de mayor tamaño del disco, donde se almacena la información del usuario.

Características

• Localización: Pueden ser internos o externos.
• Capacidad: Cantidad de datos que pueden almacenar (medida en GB, TB).
• Interfaz: Tipos de conexión como IDE, ATA, SATA, PATA, USB, FireWire.
• Velocidad de Rotación: Velocidad a la que giran los platos, medida en RPM (revoluciones por minuto), comúnmente 7200 RPM.
• Tiempo de Búsqueda: Tiempo medio que tarda la cabeza en posicionarse sobre una pista específica.
• Latencia de Acceso: Tiempo medio que tarda la cabeza en posicionarse sobre un sector específico una vez en la pista.
• Tiempo de Acceso: La suma del tiempo de búsqueda y la latencia de acceso.
• Tiempo de Lectura/Escritura: Velocidad a la que se leen o escriben los datos.
• Transferencia: Modos de transferencia de datos como PIO (Programmed Input/Output) y DMA (Direct Memory Access).
• Ruido: Nivel de sonido generado durante su funcionamiento.
• Factor de Forma: Dimensiones físicas del disco, como 3.5" para equipos de escritorio y 2.5" para portátiles.

Discos SSD (Solid State Drive)

Los Discos SSD no poseen platos giratorios ni componentes mecánicos como los discos duros convencionales. Esto les confiere una serie de ventajas significativas:

Ventajas

• Arranque del sistema operativo más rápido.
• Mayor rapidez en las operaciones de lectura y escritura de datos.
• Menor peso y tamaño.
• Funcionamiento silencioso (inaudibles).
• Mayor resistencia a golpes y vibraciones.
• Menor consumo de energía.

Desventajas

• Su precio por gigabyte es considerablemente más elevado que el de los HDD.
• Vida útil limitada en cuanto a ciclos de escritura (aunque ha mejorado mucho).

Utilizan las mismas interfaces de conexión que los discos convencionales (principalmente SATA y NVMe).

Disquetes (Floppy Disks)

Tipos

A lo largo de la historia, existieron varios formatos de disquetes:

• 8 pulgadas
• 5¼ pulgadas
• 3 pulgadas
• 3½ pulgadas: Este fue el formato más utilizado. Tenía 80 pistas, 18 sectores por pista, 2 caras y 512 bytes por sector, alcanzando una capacidad máxima de 1.44 MB.

Unidades Lectoras de Disquetes (FDD)

Características

• Contienen cabezas de lectura/escritura y un motor para girar el disquete.
• Velocidad: Típicamente 300 RPM.
• Conector: Similar al IDE, pero más estrecho, con 34 pines y un segmento retorcido en un extremo del cable de datos.
• Requieren conexión a la alimentación eléctrica.

CD (Compact Disc)

Tipos

• CD-R (Recordable): Permite grabar datos una sola vez, con posibilidad de multisesión.
• CD-RW (ReWritable): Permite grabar y regrabar datos múltiples veces.
• VCD (Video CD): Formato para almacenar video digital.
• CD-I (Compact Disc Interactive): Integraba audio, video y programas interactivos.

Reproductores de CD

Solo permiten la lectura de discos y se componen de:

• Cabezas de lectura.
• Accionador de la cabeza lectora.
• Motor (CAV - Constant Angular Velocity o CLV - Constant Linear Velocity).
• Mecanismo de carga para introducir el disco.
• Controles frontales (ej., para subir el volumen, avanzar pista).

Grabadores de CD

Permiten tanto reproducir como grabar discos. Su estructura es similar a la de los reproductores, pero con la capacidad adicional de escritura.

Velocidad de Transferencia

La velocidad se indica con una cifra seguida de una "X".

• Las unidades actuales utilizan CAV, siendo más rápidas en lectura (hasta 48x o 52x).
• Las unidades CLV solo alcanzaban 12x y ya no se utilizan.

Conexión a la Placa Base

Se conectan a la placa base mediante cable IDE o SATA.

DVD (Digital Versatile Disc)

Tipos

• DVD-ROM: Solo lectura.
• DVD-Video: Para películas y contenido de video.
• DVD-Audio: Para contenido de audio de alta fidelidad.
• DVD-R (Recordable): Grabable una sola vez.
• DVD-R DL (Dual Layer): Grabable una sola vez con doble capa, lo que duplica su capacidad.
• DVD-RW (ReWritable): Regrabable múltiples veces.

Características

• Los pits (hoyos) son más pequeños que los del CD, lo que permite almacenar más información.
• Pueden tener dos capas (opaca y semiopaca) para mayor capacidad.
• Pueden grabarse por ambas caras.

Reproductores/Grabadores de DVD

Son físicamente similares a los reproductores de CD. Actualmente, la mayoría de las unidades permiten tanto la reproducción como la grabación de todos los formatos de DVD.

Velocidad de Transferencia

• La velocidad base de un DVD 1x es de 1385 KB/s.
• Actualmente, existen reproductores/grabadores con velocidades de hasta 24x.

Blu-ray Disc (BD)

Tipos

• BD-ROM: Solo lectura.
• BD-R (Recordable): Grabable una sola vez.
• BD-RE (ReWritable): Regrabable múltiples veces.
• BD-3D: Diseñado específicamente para películas en formato 3D.

Velocidad de Transferencia y Seguridad

• La velocidad base de un Blu-ray 1x funciona a 4.5 MB/s.
• Existen reproductores/grabadores con velocidades de hasta 12x.
• Incorpora mecanismos de protección anticopia avanzados.