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Computadora personal: memoria externa

La memoria externa es una memoria implementada en forma de dispositivos externos, en relación con la placa base, con diferentes principios de almacenamiento de información y tipos de medios destinados al almacenamiento de información a largo plazo. En particular, todo el software informático se almacena en una memoria externa. Los dispositivos de memoria externos se pueden ubicar tanto en la unidad del sistema informático como en cajas separadas. Físicamente, la memoria externa se implementa en forma de unidades. Las unidades son dispositivos de almacenamiento diseñados para el almacenamiento a largo plazo (que no depende del suministro de energía) de grandes volúmenes de información. La capacidad de las unidades es cientos de veces mayor que la capacidad de la RAM o incluso ilimitada cuando se trata de unidades con medios extraíbles.

Una unidad puede considerarse como una combinación de un medio de almacenamiento y una unidad correspondiente. Hay unidades con medios extraíbles y permanentes. El variador es una combinación de un mecanismo de lectura y escritura con circuitos de control electrónicos asociados. Su diseño está determinado por el principio de funcionamiento y el tipo de transportista. Un medio es un medio físico para almacenar información; en apariencia puede ser un disco o una cinta. Según el principio de almacenamiento, se distinguen los medios magnéticos, ópticos y magnetoópticos. Los medios de cinta solo pueden ser magnéticos; los medios de disco utilizan métodos magnéticos, magnetoópticos y ópticos para grabar y leer información.

Las más comunes son las unidades de disco magnético, que se dividen en unidades de disco duro (HDD), unidades de disquete (FMD) y unidades de disco óptico, como CD-ROM, CD-R, CD-RW y DVD-ROM.

Unidades de disco duro (HDD)

HDD es el dispositivo principal para el almacenamiento a largo plazo de grandes cantidades de datos y programas. Otros nombres: disco duro, disco duro, HDD (Hard Disk Drive). Externamente, el disco duro es una caja plana, herméticamente cerrada, dentro de la cual hay varias placas redondas rígidas de aluminio o vidrio ubicadas en un eje común. La superficie de cualquier disco está cubierta con una fina capa ferromagnética (una sustancia que reacciona a un campo magnético externo) y los datos grabados se almacenan en ella. En este caso, la grabación se realiza en ambas superficies de cada placa (excepto las exteriores) mediante un bloque de cabezales magnéticos especiales. Cada cabezal está ubicado sobre la superficie de trabajo del disco a una distancia de 0,5 a 0,13 micrones. El paquete de discos gira continuamente y a alta velocidad (4500-10000 rpm), por lo que el contacto mecánico entre cabezales y discos es inaceptable.

La escritura de datos en el disco duro se realiza de la siguiente manera. Cuando cambia la corriente que pasa a través del cabezal, cambia la intensidad del campo magnético dinámico en el espacio entre la superficie y el cabezal, lo que conduce a un cambio en el campo magnético estacionario de las partes ferromagnéticas del recubrimiento del disco. La operación de lectura se produce en orden inverso. Las partículas magnetizadas del revestimiento ferromagnético provocan la fuerza electromotriz de autoinducción del cabezal magnético. Las señales electromagnéticas generadas en este caso se amplifican y transmiten para su procesamiento.

El funcionamiento del disco duro está controlado por un dispositivo lógico de hardware especial: el controlador del disco duro. En el pasado, se trataba de una placa secundaria separada que se conectaba a través de ranuras a la placa base. En las computadoras modernas, las funciones del controlador del disco duro las realizan microcircuitos especiales ubicados en el chipset.

La unidad puede contener hasta diez discos. Su superficie está dividida en círculos llamados pistas. Cada pista tiene su propio número. Las pistas con los mismos números, ubicadas una encima de la otra en diferentes discos, forman un cilindro. Las pistas del disco se dividen en sectores (la numeración comienza desde uno). El sector ocupa 571 bytes: 512 están destinados a registrar la información necesaria, el resto son para el encabezado (prefijo), que determina el comienzo y el número de la sección y el final (sufijo), donde se encuentra la suma de verificación necesaria para verificar la integridad de Se escriben los datos almacenados. Los sectores y pistas se crean durante el formateo del disco. El formateo lo realiza el usuario mediante programas especiales. No se puede escribir información en un disco sin formato. El disco duro se puede dividir en unidades lógicas. Esto es conveniente porque tener varias unidades lógicas simplifica la estructuración de los datos almacenados en el disco duro.

Existe una gran cantidad de modelos diferentes de discos duros de muchas empresas, como Seagate, Maxtor, Quantum, Fujitsu, etc. Para garantizar la compatibilidad de los discos duros, se han desarrollado estándares para sus características, que determinan la gama de conductores de conexión, su ubicación en los conectores adaptadores y los parámetros eléctricos de las señales. Los estándares de interfaz más comunes son IDE (Integrated Drive Electronics) o ATA y los más productivos EIDE (Enhanced IDE) y SCSI (Small Computer System Interface). Las características de las interfaces a través de las cuales se conectan los discos duros a la placa base determinan en gran medida el rendimiento de los discos duros modernos.

Entre otros parámetros que afectan el rendimiento del HDD, cabe destacar los siguientes:

• velocidad de circulación del disco: hoy en día, las unidades EIDE se producen con una frecuencia de circulación de 4500-7200 rpm y las unidades SCSI, 7500-10000 rpm;
• capacidad de memoria caché: todas las unidades de disco modernas tienen instalado un búfer de caché, que acelera el intercambio de datos; cuanto mayor sea su capacidad, mayor será la probabilidad de que la memoria caché contenga la información necesaria que no es necesario leer del disco (este proceso es miles de veces más lento); La capacidad del búfer de caché en diferentes dispositivos puede variar de 64 KB a 2 MB;
• tiempo de acceso promedio: el tiempo (en milisegundos) durante el cual el bloque de cabeza se mueve de un cilindro a otro. Depende del diseño del cabezal y es de aproximadamente 10 a 13 milisegundos;
• el tiempo de retardo es el tiempo desde el momento en que el bloque del cabezal se posiciona en el cilindro deseado hasta el posicionamiento de un cabezal específico en un sector específico, es decir, este es el tiempo para buscar el sector deseado;
• tipo de cambio: determina la cantidad de datos que se pueden transferir desde el disco al microprocesador y en la dirección opuesta durante ciertos períodos de tiempo; el valor máximo de este parámetro es igual al ancho de banda de la interfaz del disco y depende del modo que se utilice: PIO o DMA; en el modo PIO, el intercambio de datos entre el disco y el controlador se produce con la participación directa del procesador central; cuanto mayor es el número del modo PIO, mayor es la velocidad del intercambio; trabajar en modo DMA (Acceso directo a memoria) le permite transferir datos directamente a la RAM sin la participación del procesador; Las velocidades de transferencia de datos en los discos duros modernos oscilan entre 30 y 60 MB/s.

Unidades de disco magnético flexible (FMD)

La unidad de disquete o unidad de disco está integrada en la unidad del sistema. Los medios flexibles para unidades de disquete se producen en forma de disquetes (otro nombre para los disquetes). En realidad, el soporte es un disco plano con una película especial bastante densa, recubierto con una capa ferromagnética y colocado en una envoltura protectora con un pestillo móvil en la parte superior. Los disquetes se utilizan principalmente para transferir rápidamente pequeñas cantidades de información de una computadora a otra. Los datos grabados en un disquete se pueden proteger para que no se borren ni se sobrescriban. Para hacer esto, debe mover la pequeña corredera protectora en la parte inferior del disquete para que se forme una ventana abierta. Para habilitar la grabación, se debe mover esta diapositiva hacia atrás y cerrar la ventana.

El panel frontal de la unidad está ubicado en el panel frontal de la unidad del sistema; tiene un bolsillo cubierto con una cortina, en el que se inserta un disquete, un botón para retirar el disquete y una luz indicadora. El disquete se inserta en la unidad con la parte superior deslizante hacia adelante; debe insertarse en el bolsillo de la unidad y empujarse suavemente hacia adelante hasta que haga clic. La dirección correcta para insertar un disquete está marcada con una flecha en la caja de plástico. Para extraer un disquete de la unidad, debe presionar su botón. El indicador luminoso de la unidad indica que el dispositivo está ocupado (si la luz está encendida, no se recomienda retirar el disquete). A diferencia de un disco duro, el disco en el HDD gira solo durante un comando de lectura o escritura; en otros momentos está en reposo. Durante el funcionamiento, el cabezal de lectura y escritura entra en contacto mecánicamente con la superficie del disquete, lo que provoca un rápido desgaste de los disquetes.

Al igual que ocurre con un disco duro, la superficie de un disquete se divide en pistas, que a su vez se dividen en sectores. Los sectores y pistas se obtienen durante el formateo de un disquete. Hoy en día los disquetes se suministran formateados.

Los principales parámetros de un disquete son el tamaño tecnológico (en pulgadas), la densidad de grabación y la capacidad total. Por tamaño, hay disquetes de 3,5 pulgadas y disquetes de 5,25 pulgadas (ya en desuso). La densidad de grabación puede ser SD simple (Densidad única), doble DD (Doble densidad) y alta HD (Alta densidad). La capacidad estándar de un disquete de 3,5 pulgadas es de 1,44 MB; se pueden utilizar disquetes con una capacidad de 720 KB. El estándar actual son los disquetes HD de alta densidad y 3,5 pulgadas con una capacidad de 1,44 MB.

Cuando utilice un disquete, debe cumplir con las siguientes reglas:

• no toque la superficie de trabajo del disquete;
• no doble el disquete;
• no retire el perno de metal, un disquete sucio puede dañar los cabezales;
• mantenga los disquetes alejados de fuentes de campos magnéticos;
• Antes de usarlo, revise el disquete en busca de virus usando un programa antivirus.

Unidades ópticas

unidad de CD-ROM

Desde 1995, la configuración básica de una computadora personal comenzó a incluir una unidad de CD-ROM en lugar de unidades de 5,25 pulgadas. La abreviatura CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) se traduce como un dispositivo de almacenamiento de solo lectura basado en discos compactos. El principio de funcionamiento de este dispositivo es leer datos digitales mediante un rayo láser que se refleja en la superficie del disco. Se utiliza un CD normal como medio de almacenamiento. La grabación digital en un CD se diferencia de la grabación en discos magnéticos por su alta densidad, por lo que un CD estándar tiene una capacidad de aproximadamente 650-700 MB. Volúmenes tan grandes son típicos de la información multimedia (gráficos, música, vídeo), por lo que las unidades de CD-ROM se clasifican como hardware multimedia. Además de las publicaciones multimedia (libros electrónicos, enciclopedias, álbumes de música, vídeos, juegos de ordenador), se distribuye en CD una gran variedad de software de sistemas y aplicaciones (sistemas operativos, paquetes de oficina, sistemas de programación, etc.).

Los CD están fabricados de plástico transparente con un diámetro de 120 mm. y espesor 1,2 mm. Se rocía una capa de aluminio u oro sobre la superficie de plástico. En condiciones de producción en masa, la información se registra en un disco extruyendo pistas en la superficie en forma de una serie de hendiduras. Este enfoque proporciona registro binario de información. Hueco (pozo - pozo), superficie (tierra - tierra). El cero lógico puede representarse mediante un pozo o una tierra. Uno lógico está codificado por la transición entre pozo y tierra. Desde el centro hasta el borde del CD hay una única pista en forma de espiral de 4 micras de ancho con un paso de 1,4 micras. La superficie del disco se divide en tres áreas. La entrada está ubicada en el centro del disco y se lee primero. Registra el contenido del disco, una tabla de direcciones de todos los registros, la etiqueta del disco y otra información de servicio. El área del medio contiene información básica y ocupa la mayor parte del disco. El área de salida contiene la marca de fin de disco.

Para el estampado, existe una matriz prototipo especial (disco maestro) del futuro disco, que extruye pistas en la superficie. Después del estampado, se aplica una película protectora de barniz transparente a la superficie del disco.

La unidad de CD-ROM contiene:

• un motor eléctrico que hace girar el disco;
• un sistema óptico que consta de un emisor láser, lentes ópticas y sensores y está diseñado para leer información de la superficie del disco;
• un microprocesador que controla la mecánica del accionamiento, el sistema óptico y decodifica la información leída en código binario.
• El CD es hecho girar por un motor eléctrico. Un rayo de un emisor láser se enfoca sobre la superficie del disco mediante una unidad de sistema óptico. El haz se refleja desde la superficie del disco y se alimenta a través de un prisma hasta el sensor. El flujo luminoso se convierte en una señal eléctrica que ingresa al microprocesador, donde se analiza y se convierte en código binario.

Principales características del CD-ROM:

• tasa de transferencia de datos: se mide en múltiplos de la velocidad de un reproductor de CD de audio (150 KB/seg) y caracteriza la velocidad máxima a la que la unidad transfiere datos a la RAM de la computadora, por ejemplo, un CD-ROM de 2 velocidades (2x CD -ROM) leerá datos a una velocidad de 300 KB/seg, velocidad de 50 (50x) - 7500 KB/seg;
• tiempo de acceso: el tiempo necesario para buscar información en un disco, medido en milisegundos.
• La principal desventaja de los CD-ROM estándar es la imposibilidad de escribir datos, pero existen dispositivos CD-R de escritura única y CD-RW de escritura única.

Unidad de CD-R (CD grabable)

Externamente similar a las unidades de CD-ROM y compatible con ellas en tamaño de disco y formatos de grabación. Permite una grabación única y un número ilimitado de lecturas. El registro de datos se realiza mediante un software especial. La velocidad de grabación de las unidades de CD-R modernas es de 4x-8x.

Unidad de CD-RW (CD-Reescribible)

Se utilizan para la grabación reutilizable de datos y puede simplemente agregar nueva información al espacio libre o sobrescribir completamente el disco con nueva información (los datos anteriores se destruyen). Al igual que con las unidades de CD-R, para grabar datos es necesario instalar programas especiales en el sistema y el formato de grabación es compatible con un CD-ROM normal. La velocidad de grabación de las unidades de CD-RW modernas es de 2x-4x.

AlmacenamientoDVD (disco de vídeo digital)

Un dispositivo para leer grabaciones de vídeo digitales. Externamente, un disco DVD es similar a un CD-ROM normal (diámetro: 120 mm, grosor 1,2 mm), pero se diferencia en que se pueden grabar hasta 4,7 GB en una cara del disco DVD y hasta 9,4 GB. . Si se utiliza un esquema de grabación de dos capas, se pueden colocar hasta 8,5 GB de información en un lado, respectivamente, en dos lados, alrededor de 17 GB. Los DVD se pueden reescribir.

El factor más importante que obstaculiza el uso generalizado de unidades de CD-R, CD-RW y DVD es el alto costo tanto de ellas como de los medios extraíbles.

Preguntas de seguridad

¿Qué es la memoria externa? ¿Qué tipos de memoria externa conoces?

¿Qué es un disco duro? ¿Para qué es? ¿Qué capacidad tienen los discos duros modernos?

¿Cómo se realizan las operaciones de lectura y escritura en un disco duro?

¿Cuál es la operación de formatear discos magnéticos?

¿Cuáles son los tipos de interfaces de disco estándar?

¿Qué parámetros afectan el rendimiento de un disco duro? ¿Cómo?

¿Qué es un disquete? ¿Cuáles son las similitudes y diferencias entre este y un disco duro?

¿Qué reglas debes seguir al usar un disquete?

¿Qué tipos de unidades de disco óptico conoces? ¿En qué se diferencian entre sí?

¿Cómo se lee la información de los CD?

¿Cómo se mide la velocidad de transferencia de datos en los dispositivos de almacenamiento óptico?

La memoria externa (ERAM) está diseñada para el almacenamiento a largo plazo de programas y datos, y la integridad de su contenido no depende de si la computadora está encendida o apagada. Este tipo de memoria tiene una gran capacidad y baja velocidad. A diferencia de la RAM, la memoria externa no tiene conexión directa con el procesador. La información del OSD al procesador y viceversa circula aproximadamente por la siguiente cadena:

La memoria externa de la computadora incluye:

unidades de disco duro;

unidades de disquete;

unidades de CD;

unidades de cinta magnética (serpentinas);

Unidades de disco magnético-óptico;

disco duro

El disco duro (unidades de disco magnético duro, HDD) es un tipo de memoria permanente. A diferencia de la RAM, los datos almacenados en un disco duro no se pierden cuando se apaga la computadora, lo que hace que el disco duro sea ideal para el almacenamiento a largo plazo de programas y archivos de datos, así como los programas más importantes del sistema operativo. Esta capacidad (mantener la información intacta y segura después del apagado) le permite extraer un disco duro de una computadora e insertarlo en otra.

Cuando enciende su computadora, el BIOS realiza una POST (Autoprueba de encendido) y verifica si hay un disquete en la unidad. Si no hay ninguno, va al disco duro y copia un programa corto llamado "memoria de arranque" del disco duro a la RAM. Luego transfiere el control de la computadora a un programa de arranque, que supervisa la carga del sistema operativo. Una vez que se inicia el sistema, el programa de inicio se borra de la memoria, transfiriendo el control de la computadora al sistema operativo completamente cargado.

Los discos duros son muy confiables para almacenar grandes cantidades de información y datos. Dentro de un disco duro sellado hay uno o más discos rígidos recubiertos con partículas metálicas. Cada disco tiene una cabeza (un pequeño electroimán) integrada en un brazo articulado que se mueve sobre el disco a medida que gira. La cabeza magnetiza las partículas de metal, haciendo que se alineen para representar los ceros y los unos de los números binarios. Los motores que mueven el disco y la palanca suelen estar sujetos a desgaste. Sólo el cabezal puede evitar el desgaste, ya que nunca entra en contacto con la superficie del disco.

Otra función de un disco duro es la simulación de RAM. Al utilizar secciones del disco duro como memoria virtual, Windows puede ejecutar más programas. La desventaja de la memoria virtual es que es lenta en comparación con la memoria normal. Si configura más, su computadora se ralentizará.

El disco duro, o disco duro, es el componente más importante de una computadora. Almacena el sistema operativo, programas y datos. Sin el sistema operativo Windows, no puedes iniciar tu computadora y sin programas, no puedes hacer nada una vez que ya se ha iniciado. Sin un banco de datos, tendrás que ingresar la información manualmente cada vez.

El disco duro es un dispositivo mecánico del ordenador y puede causar más problemas que los dispositivos electrónicos. En realidad es muy confiable. Los discos se recogen en salas blancas en las que el aire se filtra constantemente y se eliminan las partículas de polvo. Los discos duros se ensamblan a partir de material magnéticamente sensible. Antes de sacar los discos de la habitación, se empaquetan y sellan. Si abres tu disco duro por curiosidad, podrás decirle adiós. Para evitar que esto suceda, nunca hagas esto: no podrás abrirlos.

Los discos duros nuevos deben formatearse antes de su uso. Este proceso consiste en trazar caminos magnéticos concéntricos y dividirlos en pequeños sectores, como pedazos de un pastel. Cuidado: si se han grabado datos en el disco duro, formatearlo lo destruirá por completo.

Debido al número mucho mayor de pistas en cada lado de los discos y al gran número de discos, la capacidad de información de un disco duro puede ser cientos de miles de veces mayor que la capacidad de información de un disquete y alcanzar los 150-200 GB. . La velocidad de escritura y lectura de información de los discos duros es bastante alta (puede alcanzar 133 MB/s) debido a la rápida rotación de los discos (hasta 7200 rpm).

Los discos duros utilizan elementos bastante frágiles y en miniatura (platos multimedia, cabezales magnéticos, etc.), por lo que, para preservar la información y el rendimiento, los discos duros deben protegerse de golpes y cambios bruscos de orientación espacial durante el funcionamiento.

Unidades de disquete

Las unidades de disco (unidades de disquete (FDD)) vienen en dos tipos principales: para disquetes grandes (5,25 pulgadas de tamaño, a veces escrito 5,25") y para los pequeños (3,5 pulgadas, 3,5"). Un disquete de cinco pulgadas puede contener, según su tipo, desde 360 ​​datos (360 mil caracteres) hasta 1,2 MB. Las tarjetas de tres pulgadas, aunque más pequeñas, contienen más información (720 KB - 1,44 MB). Además, los de tres pulgadas están encerrados en una caja de plástico y, por lo tanto, son más difíciles de romper o abollar. La unidad de disco estándar para las computadoras modernas es la unidad de disquete pequeña (3,5 pulgadas). De ahí su nombre en un sistema informático: unidad de 3,5 A.

La unidad de 5 pulgadas está ubicada en la parte frontal de la unidad del sistema informático y parece una ranura con una palanca de pestillo en la que se inserta y bloquea el disquete. La unidad de 3 pulgadas tiene una ranura más pequeña (de 2 pulgadas) y. en lugar de pestillo tiene un botón.

Una unidad de disquete se parece más a una unidad de cinta magnética que a un disco duro. Su cabeza contacta físicamente con el disquete y así magnetiza la superficie, protegida del polvo por una aleta móvil que se retrae automáticamente cuando el disco se inserta en la unidad.

Las unidades de disquete suministran datos al sistema a través de un cable conectado a un conector en la placa base. Es diferente del controlador IDE utilizado para discos duros y la velocidad de transferencia de datos es mucho más lenta.

Las unidades de disquete se utilizan cada vez menos, pero siguen siendo necesarias. Se utilizan únicamente para transferir pequeñas cantidades de datos de una computadora a otra, así como para el inicio de emergencia de una computadora. Las unidades de CD-ROM son el método principal para distribuir software nuevo, pero la computadora no las requiere para realizar funciones de procesamiento de datos.

Discos magnéticos flexibles. Dos tipos principales

Un disquete o disquete es un medio de pequeña información, que es un disco de plástico flexible en una carcasa protectora (plástico). Se utiliza para transferir datos de una computadora a otra y para distribuir software.

En el centro del disquete hay un dispositivo para agarrar y girar el disquete dentro de la caja de plástico. El disquete se inserta en la unidad de disco, que hace girar el disco a una velocidad angular constante.

En este caso, el cabezal magnético de la unidad de disco está instalado en una determinada pista concéntrica del disco, en la que se escribe o desde la que se lee información. La capacidad de información de un disquete moderno es pequeña y asciende a sólo 1,44 MB. La velocidad de escritura y lectura de información también es baja (sólo unos 50 KB/s) debido a la lenta rotación del disco (360 rpm).

Para conservar la información, los discos magnéticos flexibles deben protegerse de la exposición a fuertes campos magnéticos (por ejemplo, no coloque un teléfono móvil junto a un disquete) y al calor, ya que tales efectos físicos pueden provocar la desmagnetización del medio y su pérdida. de información.

Actualmente, los más extendidos son los disquetes con las siguientes características: diámetro de 3,5 pulgadas (89 mm), capacidad de 1,44 MB, número de pistas 80, número de sectores en las pistas 18 (los disquetes con un diámetro de 5,25" ahora se utilizan muy raramente , por lo que su capacidad no supera los 1,2 MB y, además, están hechos de un material menos duradero). accedido.

Recientemente, han aparecido disquetes de tres pulgadas que pueden almacenar hasta 3 GB de información. Se fabrican con la nueva tecnología Nano2 y requieren hardware especial para lectura y escritura, que aún no está incluido en el paquete estándar al comprar una PC.

Dispositivo de disquete

Los disquetes varían en tamaño y capacidad. Por tamaño, la división se realiza en disquetes con un diámetro de 5,25" (" - signo de pulgada) y disquetes con un diámetro de 3,5". En términos de capacidad: disquetes de doble densidad (en inglés, doble densidad, abreviatura - DD) y alta densidad (abreviatura - HD).

Un disquete de 5,25" consta de una funda protectora de plástico que contiene un disco de plástico recubierto magnéticamente. Este disco es delgado y se dobla fácilmente, por eso los disquetes se llaman disquetes. Por supuesto, no se puede doblar el disquete, y esto lo evita la funda protectora. El disquete tiene dos agujeros: uno grande en el centro y otro pequeño al lado. El gran orificio está diseñado para permitir que el disco magnético gire dentro del sobre.

Esto se hace mediante un motor dentro del variador. El interior de la funda protectora está cubierto de pelusa, que acumula polvo del disco magnético a medida que gira. El pequeño orificio se utiliza para contar las revoluciones del disco dentro de la unidad. El sobre tiene en ambos lados una ranura longitudinal a través de la cual se ve un disco con revestimiento magnético. A través de esta ranura, un cabezal magnético dentro de la unidad toca el disco y escribe o lee datos del mismo. Los datos se escriben en ambos lados del disco. ¡Nunca toque la superficie del disco magnético con los dedos! Esto puede arruinarlo al rayarlo o engrasarlo. Si gira el disquete con la ranura hacia usted, con la etiqueta hacia arriba, verá un pequeño corte rectangular en la parte superior derecha del sobre. Si lo cubre con trozos de papel adhesivo (que generalmente se vende con disquetes), el disco estará protegido contra escritura. Normalmente, este recorte debería ser gratuito; sólo debería sellarse en disquetes con datos importantes.

La estructura de un disquete de 3,5" es ligeramente diferente. Su funda protectora está hecha de plástico duro, por lo que un disquete de este tipo es más difícil de doblar o romper. El disco magnético no es visible porque no tiene agujeros abiertos. una ranura para el acceso del cabezal magnético a la superficie del disco, pero está cubierta con un pestillo. El pestillo se mantiene cerrado mediante un resorte. No es necesario abrirlo con las manos para evitar dañar el disco magnético. En la unidad, el pestillo se abre automáticamente. Para protección contra escritura, el disquete tiene un pequeño pestillo en la parte superior izquierda del disquete si sostiene el disquete con el pestillo grande hacia usted, con la etiqueta hacia abajo. La posición hacia abajo es normal; en este estado, el disquete no está protegido contra escritura. Para evitar que se escriban datos en el disquete, deslice el pestillo hacia arriba para revelar un pequeño orificio cuadrado en el disquete.

Método de grabación en disquete

El método de registrar información binaria en un medio magnético se llama codificación magnética. Consiste en el hecho de que los dominios magnéticos en el medio están alineados a lo largo de trayectorias en la dirección del campo magnético aplicado con sus polos norte y sur. Normalmente, se establece una correspondencia uno a uno entre la información binaria y la orientación de los dominios magnéticos.

La información se registra a lo largo de pistas concéntricas (pistas), que se dividen en sectores. El número de pistas y sectores depende del tipo y formato del disquete. Un sector almacena la cantidad mínima de información que se puede escribir o leer desde el disco. La capacidad del sector es constante y asciende a 512 bytes.

Una grabadora de CD-ROM puede grabar cualquier tipo de información: música, imágenes o texto. Hay discos grabables en los que se puede escribir información una sola vez (CD-R). Pero también existen discos regrabables (CD-RW), son más caros, pero permiten borrar información y añadir nueva información. Sin embargo, si graba música en un CD regrabable, sólo podrá escucharla en su PC, pero el disco regrabable sólo podrá reproducirse en cualquier reproductor de CD.

Principio óptico de grabación y lectura de información.

Las unidades láser de CD-ROM y DVD-ROM utilizan el principio óptico de grabar y leer información.

En el proceso de grabación de información en discos láser, se utilizan varias tecnologías para crear áreas de superficie con diferentes coeficientes de reflectancia: desde un simple estampado hasta cambiar la reflectividad de áreas de la superficie del disco utilizando un potente láser. La información en un disco láser se registra en una pista en forma de espiral (como en un disco de gramófono), que contiene secciones alternas con diferente reflectividad.

En el proceso de lectura de información de discos láser, un rayo láser instalado en la unidad de disco incide sobre la superficie del disco giratorio y se refleja. Dado que la superficie del disco láser tiene áreas con diferentes coeficientes de reflexión, el haz reflejado también cambia su intensidad (0 o 1 lógico). Luego, los pulsos de luz reflejados se convierten mediante fotocélulas en pulsos eléctricos y se transmiten a través de la autopista a la RAM.

Sujeto a un almacenamiento adecuado (en casos en posición vertical) y funcionamiento (sin causar rayones o contaminación), los medios ópticos pueden retener información durante décadas.

Unidades y discos láser.

Las unidades láser (CD-ROM y DVD-ROM) utilizan el principio óptico de lectura de información.

Los discos láser CD-ROM (CD - Compact Disk) y DVD-ROM (DVD - Digital Video Disk) almacenan información que se grabó en ellos durante el proceso de fabricación. Es imposible escribirles nueva información, lo que se refleja en la segunda parte de sus nombres: ROM (Real Only Memory - solo lectura). Estos discos se fabrican mediante estampado y tienen un color plateado.

La capacidad de información de un disco CD-ROM puede alcanzar los 650-700 MB y la velocidad de lectura de información en una unidad de CD-ROM depende de la velocidad de rotación del disco. Las primeras unidades de CD-ROM eran de una sola velocidad y proporcionaban velocidades de lectura de información de 150 KB/s. Actualmente, se utilizan ampliamente las unidades de CD-ROM de 52 velocidades, que proporcionan una velocidad de lectura de información 52 veces más rápida (hasta 7,8 MB/s).

Los DVD tienen una capacidad de información mucho mayor (hasta 17 GB) en comparación con los CD. En primer lugar, se utilizan láseres con longitudes de onda más cortas, lo que permite colocar las pistas ópticas con mayor densidad. En segundo lugar, la información de los DVD se puede grabar en dos caras, con dos capas en una cara.

La primera generación de unidades de DVD-ROM proporcionaba velocidades de lectura de información de aproximadamente 1,3 MB/s. Actualmente, las unidades de DVD-ROM de 16 velocidades alcanzan velocidades de lectura de hasta 21 MB/s.

Hay discos CD-R y DVD-R (R - grabables) que son de color dorado. La información en dichos discos se puede escribir, pero sólo una vez. En los discos CD-RW y DVD-RW (RW - ReWritable), que tienen un tinte "platino", la información se puede grabar muchas veces.

Para grabar y reescribir en discos, se utilizan unidades especiales de CD-RW y DVD-RW, que tienen un láser bastante potente que le permite cambiar la reflectividad de las áreas de la superficie durante el proceso de grabación. Estas unidades le permiten escribir y leer información de discos a diferentes velocidades. Por ejemplo, marcar una unidad de CD-RW como “40x12x48” significa que los discos CD-R se escriben a una velocidad de 40x, los discos CD-RW se escriben a una velocidad de 12x y los discos CD-RW se leen a una velocidad de 48x.

Unidades de cinta magnética (streamers) y unidades de disco extraíbles

Streamer (transmisor de cintas en inglés): un dispositivo para realizar copias de seguridad de grandes cantidades de información. Los medios utilizados aquí son casetes de cinta magnética con una capacidad de 1 a 2 GB o más.

Los streamers le permiten grabar una gran cantidad de información en un pequeño casete de cinta magnética. Las herramientas de compresión de hardware integradas en la unidad de cinta le permiten comprimir información automáticamente antes de grabarla y restaurarla después de leerla, lo que aumenta la cantidad de información almacenada.

La desventaja de los streamers es su velocidad relativamente baja de grabación, búsqueda y lectura de información. Por el momento, los streamers están desactualizados y, por lo tanto, rara vez se utilizan en la práctica.

Recientemente, se han utilizado cada vez más dispositivos de almacenamiento en discos extraíbles, lo que permite no solo aumentar la cantidad de información almacenada, sino también transferir información entre computadoras. El volumen de discos extraíbles varía desde cientos de MB hasta varios gigabytes.

La llegada de la computadora y, en consecuencia, la información virtual almacenada en diversos medios electrónicos ha llevado al hecho de que necesitamos cada vez más instalaciones para almacenar información. Es por eso que se inventaron medios externos para almacenar e intercambiar información, con la ayuda de los cuales se pueden transferir datos a una computadora personal.

Así, todo el asunto se puede dividir en dos partes:

Memoria electrónica (interna) propia;

PC alojada en medios de terceros.

Los discos internos se denominan duros o fijos; están integrados y generalmente se denominan discos duros.

Como regla general, el volumen de datos en medios de terceros es muchas veces mayor que el volumen almacenado directamente en la computadora. Normalmente, allí se copian todos los programas y archivos cuyo acceso no es necesario constantemente, mientras que el disco duro está destinado al almacenamiento permanente de la información necesaria: programas del sistema operativo, documentos, programas de aplicación, etc.

Por el momento, la memoria externa de la computadora está representada por una gran cantidad de dispositivos diferentes, pero su primer representante fue el disquete, que ya se ha convertido en una cosa del pasado, o, más simplemente, un disquete común y corriente. Estos disquetes caben en la unidad de su computadora y tienen una capacidad de almacenamiento de 1,44 megabytes.

El desarrollo de la multimedia condujo a la aparición y desarrollo de otros medios externos, con la ayuda de los cuales los datos (generalmente música, películas, juegos) ingresan a una computadora personal. Esta memoria de computadora externa se denomina discos compactos láser (discos compactos). Los datos se registran en ellos de forma digitalizada. Y si están diseñados para escribir datos a la vez, se llaman CD-ROM, mientras que los discos diseñados para escribir y reescribir datos varias veces se llaman CD-RW. La capacidad de un CD láser estándar varía de 690 a dos mil megabytes.

La memoria externa de la computadora se lee desde discos láser mediante unidades de CD-ROM, que pueden ser internas o externas.

Los discos DVD tienen mayor capacidad y están destinados principalmente a grabar y transmitir películas. La división en ROM y RW, así como la lectura de datos de ellos, se produce según el principio de los CD.

Existe otro tipo de transferencia de datos, actualmente el más popular: la memoria externa de la computadora, que se llama memoria flash. En este caso, los datos se escriben en microcircuitos, lo que garantiza la máxima seguridad de los datos, así como una alta velocidad de lectura y escritura de información. Hoy en día, las unidades flash han ganado una inmensa popularidad no solo como dispositivo informático, sino también en teléfonos móviles, cámaras y otros equipos que requieren un dispositivo para registrar los datos recibidos. Los hay de distintos tipos de tamaños y también pueden tener distintas capacidades, hasta varias decenas de gigabytes.

La memoria externa de la computadora, que actualmente le permite almacenar los volúmenes más grandes, se llama discos duros externos. Su volumen puede ascender a varios terabytes y la fiabilidad del almacenamiento de datos es adecuada. Estos discos duros se conectan a una computadora mediante puertos USB. Además, su dispositivo permite no sólo actuar como un almacenamiento de datos adicionales, sino también actuar (cuando está constantemente conectado a una computadora) como una extensión de la memoria de la computadora. Así, allí se pueden almacenar los archivos necesarios para todo el funcionamiento del sistema. Esto, por ejemplo, es RAM externa.

El progreso no se detiene y los medios externos mejoran constantemente. Los volúmenes de datos están aumentando, su conveniencia y confiabilidad están aumentando. Sin embargo, siempre conviene recordar que cualquier equipo puede averiarse en cualquier momento. Es por eso que se debe duplicar toda la información importante almacenada en la computadora.

La memoria externa (ERAM) está diseñada para el almacenamiento a largo plazo de programas y datos, y la integridad de su contenido no depende de si la computadora está encendida o apagada. A diferencia de la RAM, la memoria externa no tiene conexión directa con el procesador. La información del OSD al procesador y viceversa circula aproximadamente por la siguiente cadena:

La memoria externa de la computadora incluye:

unidades de disco duro;

unidades de disquete;

unidades de CD;

Unidades de CD magnetoópticas;

unidades de cinta magnética (streamers), etc.

Un disquete, o disquete, es un portador de una pequeña cantidad de información, que es un disco de plástico flexible en una cubierta protectora. Se utiliza para transferir datos de una computadora a otra y para distribuir software.

Dispositivo de disquete

Un disquete consta de un sustrato de polímero redondo recubierto por ambos lados con un óxido magnético y colocado en un paquete de plástico con una capa de limpieza aplicada a la superficie interior. El paquete tiene ranuras radiales en ambos lados a través de las cuales los cabezales de lectura/escritura de la unidad acceden al disco.

El método de registrar información binaria en un medio magnético se llama codificación magnética. Consiste en el hecho de que los dominios magnéticos en el medio están alineados a lo largo de trayectorias en la dirección del campo magnético aplicado con sus polos norte y sur. Normalmente, se establece una correspondencia uno a uno entre la información binaria y la orientación de los dominios magnéticos.

La información se registra a lo largo de pistas concéntricas (pistas), que se dividen en sectores. El número de pistas y sectores depende del tipo y formato del disquete. Un sector almacena la cantidad mínima de información que se puede escribir o leer desde el disco. La capacidad del sector es constante y asciende a 512 bytes.

Actualmente, los disquetes más utilizados tienen las siguientes características: diámetro 3,5 pulgadas (89 mm), capacidad 1,44 MB, número de pistas 80, número de sectores en pistas 18.

El disquete se instala en una unidad de disquete, se fija automáticamente en ella, después de lo cual el mecanismo de la unidad gira a una velocidad de rotación de 360 ​​​​min-1. El propio disquete gira en la unidad, los cabezales magnéticos permanecen inmóviles. El disquete gira sólo cuando se accede a él. La unidad está conectada al procesador a través de un controlador de disquete.

Recientemente, han aparecido disquetes de tres pulgadas que pueden almacenar hasta 3 GB de información. Se fabrican con la nueva tecnología Nano2 y requieren equipos especiales para leer y escribir.

2. Unidades de disco duro

Si los disquetes son un medio para transferir datos entre computadoras, entonces un disco duro es el almacén de información de una computadora.

Una unidad de disco duro magnético (HDD - Hard Disk Drive) o un disco duro es el dispositivo de almacenamiento de alta capacidad más extendido, cuyo soporte de información son placas redondas de aluminio, cuyas superficies están cubiertas con una capa de material magnético. Se utiliza para el almacenamiento permanente de información: programas y datos. Al igual que un disquete, las superficies de trabajo de los platos están divididas en pistas circulares concéntricas y las pistas en sectores. Los cabezales de lectura y escritura, junto con su estructura de soporte y sus discos, están encerrados en una carcasa herméticamente sellada llamada módulo de datos. Cuando se instala un módulo de datos en una unidad de disco, se conecta automáticamente a un sistema que bombea aire frío purificado. La superficie del plato tiene un revestimiento magnético de solo 1,1 micrones de espesor, así como una capa de lubricante para proteger el cabezal de daños al bajar y subir en movimiento. Cuando el plato gira, se forma una capa de aire encima, que proporciona un colchón de aire para que el cabezal flote a una altura de 0,5 micrones por encima de la superficie del disco.

Los discos Winchester tienen una capacidad muy grande: de 10 a 100 GB. En los modelos modernos, la velocidad del husillo (eje giratorio) suele ser de 7200 rpm, el tiempo medio de búsqueda de datos es de 9 ms y la velocidad media de transferencia de datos es de hasta 60 MB/s. A diferencia de un disquete, un disco duro gira continuamente. Todas las unidades modernas están equipadas con un caché incorporado (generalmente 2 MB), lo que aumenta significativamente su rendimiento. El disco duro está conectado al procesador a través del controlador del disco duro.

3. Unidades de CD

Aquí el soporte de información es el CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory, un disco compacto del que solo se puede leer).

El CD-ROM es un disco de polímero transparente con un diámetro de 12 cm y un espesor de 1,2 mm, en uno de cuyos lados está rociada una capa reflectante de aluminio, protegida contra daños por una capa de barniz transparente. El espesor del recubrimiento es de varias decenas de milésimas de milímetro.

La información sobre el disco se representa como una secuencia de depresiones (huecos en el disco) y protuberancias (su nivel corresponde a la superficie del disco), ubicadas en una pista en espiral que emerge de un área cercana al eje del disco. Por cada pulgada (2,54 cm) del radio del disco hay 16 mil vueltas de una pista en espiral. A modo de comparación, sólo caben unos pocos cientos de pistas por cada pulgada de radio en la superficie de un disco duro. La capacidad del CD alcanza los 780 MB. La información se escribe en el disco cuando se fabrica y no se puede cambiar.

Los CD-ROM tienen una alta capacidad de información específica, lo que permite crear a partir de ellos sistemas de ayuda y complejos educativos con una amplia base ilustrativa. Un CD tiene la misma capacidad de información que casi 500 disquetes. La lectura de información de un CD-ROM se produce a una velocidad bastante alta, aunque notablemente menor que la velocidad de las unidades de disco duro. Los CD-ROM son simples y fáciles de usar, tienen un bajo costo unitario de almacenamiento de datos, prácticamente no se desgastan, no pueden verse afectados por virus y es imposible borrar información accidentalmente de ellos.

A diferencia de los discos magnéticos, los CD no tienen muchas pistas circulares, sino una en espiral, como los discos de gramófono. En este sentido, la velocidad angular de rotación del disco no es constante. Disminuye linealmente a medida que el cabezal de lectura láser se mueve hacia el borde del disco.

Para trabajar con un CD-ROM, necesita conectar una unidad de CD-ROM a su computadora (Fig. 2.9), que convierte la secuencia de hendiduras y protuberancias en la superficie del CD-ROM en una secuencia de señales binarias. Para ello se utiliza un cabezal de lectura con un microláser y un LED. La profundidad de las depresiones en la superficie del disco es igual a un cuarto de la longitud de onda de la luz láser. Si, en dos ciclos sucesivos de lectura de información, el haz de luz del cabezal láser se mueve desde la protuberancia hasta el fondo de la cavidad o viceversa, la diferencia en las longitudes de las trayectorias de luz en estos ciclos cambia a media onda. lo que provoca un aumento o disminución en la luz directa y reflejada del disco que golpea el LED juntos.

Si la longitud del camino de la luz no cambia en ciclos de lectura sucesivos, entonces el estado del LED no cambia. Como resultado, la corriente a través del LED produce una secuencia de señales eléctricas binarias correspondientes a la combinación de valles y picos en la traza.

Perfil de pista de CD-ROM

> Las diferentes longitudes del camino óptico de un haz luminoso en dos ciclos sucesivos de lectura de información corresponden a unidades binarias. La misma longitud corresponde a ceros binarios.

Hoy en día, casi todas las computadoras personales tienen una unidad de CD-ROM. Pero muchos programas multimedia interactivos son demasiado grandes para caber en un solo CD. La tecnología CD-ROM está siendo reemplazada rápidamente por la tecnología de discos de vídeo digitales DVD. Estos discos tienen el mismo tamaño que los CD normales, pero contienen hasta 17 GB de datos, es decir. En términos de volumen, reemplazan a 20 unidades de CD-ROM estándar. Estos discos producen juegos multimedia y vídeos interactivos de excelente calidad, lo que permite al espectador ver los episodios desde diferentes ángulos de cámara, elegir diferentes opciones de final para la película, familiarizarse con las biografías de los actores protagonistas y disfrutar de una excelente calidad de sonido.

4. Grabación de dispositivos de almacenamiento ópticos y magnetoópticos.

La unidad de grabación CD-R (Compact Disk Recordable) es capaz, además de leer CD normales, de grabar información en discos ópticos especiales con una capacidad de 650 MB. En los discos CD-R, la capa reflectante está hecha de película dorada. Entre esta capa y la base de policarbonato hay una capa de grabación de material orgánico que se oscurece al calentarse. Durante el proceso de grabación, el rayo láser calienta puntos seleccionados de la capa, que se oscurecen y dejan de transmitir luz a la capa reflectante, formando áreas similares a depresiones. Las unidades de CD-R, gracias a su importante reducción de precio, están cada vez más extendidas.

· Unidad de CD magnetoóptica CD-MO (Disco Compacto - Magneto Óptico) (Fig. 2.10). Los discos CD-MO se pueden utilizar repetidamente para grabar. Capacidad desde 128 MB hasta 2,6 GB.

· La unidad de grabación CD-R (Compact Disk Recordable) es capaz, además de leer CD normales, de grabar información en discos ópticos especiales. Capacidad 650 MB.

· La unidad WARM (escritura y lectura muchas veces) permite la escritura y lectura repetidas.

5. Unidades de cinta magnética (streamers) y unidades de disco extraíbles

Streamer (transmisor de cintas en inglés): un dispositivo para realizar copias de seguridad de grandes cantidades de información. Los medios utilizados aquí son casetes de cinta magnética con una capacidad de 1 a 2 GB o más. Los streamers le permiten grabar una gran cantidad de información en un pequeño casete de cinta magnética. Las herramientas de compresión de hardware integradas en la unidad de cinta le permiten comprimir información automáticamente antes de grabarla y restaurarla después de leerla, lo que aumenta la cantidad de información almacenada.

La desventaja de los streamers es su velocidad relativamente baja de grabación, búsqueda y lectura de información.

Recientemente, se han utilizado cada vez más dispositivos de almacenamiento en discos extraíbles, lo que permite no solo aumentar la cantidad de información almacenada, sino también transferir información entre computadoras. El volumen de discos extraíbles varía desde cientos de MB hasta varios gigabytes.