Arquitectura de las computadoras

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Un ensayo teorico para aprender sobre la arquitectura de una computadora y sistemas electronicos varios.

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Sistemas de almacenamientoAlmacenamientos elctricos:Se trata de aquellosdispositivosque almacenan cargas elctricas, las cules definen los ceros y unos; estas pueden mantener almacenado el dato de manera temporal o a largo plazo dependiendo la tecnologa utilizada, con la ventaja de que no hay partes en movimiento, por lo que no se genera calor ni friccin adems de una altavelocidad de transmisinde la informacin.Estosdispositivosson inmunes a los campos magnticos, mas no a los golpes bruscos, temperatura y humedad, los cules pueden producir cambios en el estado lgico de las celdas dememoriao estropearlas definitivamente.El almacenamiento electrnico se trata de aquellos dispositivos que son capaces de guardar datos por dispositivos electrnicos, generalmente chips del tipo NAND u otra tecnologa.--Memoria USB:

Una memoria USB (de Universal Serial Bus), es un dispositivo de almacenamiento que utiliza una memoria flash para guardar informacin. Se le conoce tambin con el nombre de unidad flash USB, lpiz de memoria, lpiz USB, minidiscoduro, unidad de memoria, llave de memoria, Pen Disk, pen drive, entre otros. Estas memorias se han convertido en el sistema de almacenamiento y transporte personal de datos ms utilizado, desplazando en este uso a los tradicionales disquetes y a los CD. Se pueden encontrar en el mercado fcilmente memorias de 1 GB hasta de 1 TB. Las memorias con capacidades ms altas pueden an estar, por su precio, fuera del rango del "consumidor domstico". Esto supone, como mnimo, el equivalente a 180 CD de 700 MB o 91.000 disquetes.Componentes:Las partes tpicas de una memoria USB son las siguientes:-Un conector USB macho tipo.-Controlador USB de almacenamiento masivo-Circuito de memoria Flash NAND-Oscilador de cristal-Puentes y Puntos de prueba-LEDSSecure Digital:

Secure Digital (SD) es un formato de tarjeta de memoria inventado por Panasonic. Se utiliza en dispositivos porttiles tales como cmaras fotogrficas digitales, PDA, telfonos mviles, computadoras porttiles e inclusovideoconsolas (tanto de sobremesa como porttiles), entre muchos otros. Estas tarjetas tienen unas dimensiones de 32 mm x 24 mm x 2,1 mm. Hay algunas tarjetas SD que tienen un conector USB integrado con un doble propsito, y hay lectores que permiten que las tarjetas SD sean accesibles por medio de muchos puertos de conectividad como USB, FireWire y el puerto paralelo comn.Las velocidades mnimas garantizadas de transferencia que aseguran las tarjetas han sido estandarizadas con las siguientes nomenclaturas:

ClaseVelocidadClass 2.svg Class 22 MB/sClass 4.svg Class 44 MB/sClass 6.svg Class 66 MB/sClass 10.svg Class 1010 MB/s

Unidad de Estado Slido:

Una unidad de estado slido o SSD(acrnimo en ingls de solid-state drive) es un dispositivo de almacenamiento de datos que usa una memoria no voltil, como la memoria flash, o una memoria voltil como la SDRAM, para almacenar datos, en lugar de los platos giratorios magnticos encontrados en los discos duros convencionales. En comparacin con los discos duros tradicionales, las unidades de estado slido son menos sensibles a los golpes, son prcticamente inaudibles y tienen un menor tiempo de acceso y de latencia. Las SSD hacen uso de lamisma interfaz que los discos duros y, por lo tanto, son fcilmente intercambiables sin tener que recurrir a adaptadores o tarjetas de expansin para compatibilizarlos con el equipo. Aunque tcnicamente no son discos, a veces se traduce errneamente en espaol la "D" de SSD como "disk" cuando, en realidad, representa la palabra "drive", que podra traducirse como unidad o dispositivo.

Tecnologa NAND Flash:

Casi la totalidad de los fabricantes comercializan sus SSD con memoriasno voltiles NAND flash para desarrollar un dispositivo no slo veloz y con una vasta capacidad, sino robusto y a la vez lo ms pequeo posible tanto para el mercado de consumo como el profesional. Al ser memorias no voltiles, no requieren ningn tipo dealimentacin constante ni pilas para no perder los datos almacenados, incluso en apagones repentinos, aunque cabe destacar que los SSD NAND Flash son ms lentos que los que se basan en DRAM. Son comercializadas con las dimensiones heredadas de los discos duros, es decir, en 3,5 pulgadas, 2,5 pulgadas y 1,8 pulgadas, aunque tambin ciertas SSD vienen en formato tarjeta de expansin. En algunos casos, las SSD pueden ser ms lentas que los discos duros, en especial con controladoras antiguas de gamas bajas, pero dado que los tiempos de acceso de una SSD son inapreciables, al final resultan ms rpidos. Este tiempo de acceso tan corto se debe a la ausencia de piezas mecnicas mviles, inherentes a los discos duros.Una SSD se compone principalmente:-Controladora: Es un procesador electrnico que se encarga de administrar, gestionar y unir los mdulos de memoria NAND con los conectores en entrada y salida. Ejecuta software a nivel de Firmware y es con toda seguridad, el factor ms determinante para las velocidades del dispositivo.-Buffer: Un dispositivo SSD utiliza un pequeo dispositivo de memoria DRAM similar al cach de los discos duros. El directorio de la colocacin de bloques y el desgaste de nivelacin de datos tambin se mantiene en la memoria cach mientras la unidad est operativa.-Condensador: Es necesario para mantener la integridad de los datos de la memoria cach, si la alimentacin elctrica se ha detenido inesperadamente, el tiempo suficiente para que se puedan enviar los datos retenidos hacia lamemoria no voltil.Almacenamientos magnticos:Se trata de aquellosdispositivosque son capaces de guardar datos por medio de bobinas electromagnticas (cabezas), en su superficie (cintas discos), ya que cuentan con una gran cantidad de partculas magnticas recubiertas de una pelcula de pinturaespecialque las protege.Estosdispositivostienen mecanismos que producen friccin y calor, por lo que con el tiempo sufren desgaste, adems si son expuestos a campos electromagnticos intensos, humedadomovimiento brusco pueden sufrir la prdida de datos.Los dispositivos de almacenamiento por medio magntico son los ms antiguos y ms utilizados actualmente, por permitir administrar una gran densidad de informacin, o sea, almacenar una gran cantidad de datosen un pequeo espacio fsico.-Discos flexibles:

Es una pieza plstica redonda y plana cubierta con xido de hierro y encerrada en una cubierta de plstico o vinil. Una unidad de disco flexible es un dispositivo que lee yescribe informacin de y hacia discos flexibles. Los usos ms comunes para el disco flexible son las siguientes:--Transferir archivos entre computadoras que no estn conectadas a travs de dispositivos de comunicacin.--Cargar nuevos programas a un sistema.--Respaldo de datos o de programas, la copia principal de lo que se almacena en el disco duro-Discos duros:

Actualmente, el disco es el principal dispositivo de almacenamiento para todas las computadoras. Debido a que almacena mucha informacin, algunas veces se le llama dispositivo de almacenamiento masivo, al igual que a la cinta, discos pticos y otros medios que pueden almacenar una gran cantidad de informacin.-Unidades de cinta:

Escribe informacin digital en vez de informacin analgica, es decir, unos y ceros separados en lugar de seales finamente graduadas creadas por sonidos. El mejor uso para el almacenamiento en cinta es para la informacin que no se usa con frecuencia. Debido a que la cinta es una tira larga de material magntico, la unidad de cinta tiene que escribir la informacin en ella secuencialmente, es decir un bytedespusde otro.Almacenamientospticos:Se trata de aquellosdispositivosque son capaces de guardar datos por medio de un rayo lser en superficieplstica, ya que se almacenan por medio de ranuras microscpicas (oranuras quemadas). La informacin queda grabada en lasuperficiede manera fsica, por lo que solo el calor (puede producir deformaciones en lasuperficiedeldisco) y las ralladuras pueden producir la prdida de los datos, sin en cambio es inmune a los campos magnticos y la humedad.-Disco Compacto o CD

El disco compacto, mejor conocido como CD, por ser las siglas en ingls de Compact Disc, es un disco ptico utilizado para almacenar datos digitales. Originalmente fue inventado para audiodigital y eventualmente tambin se comenz a utilizar como un dispositivo de almacenamiento de datos bajo el nombre de CD-ROM, que son las siglas para su nombre en ingls Compact Disc - Read Only Memory, que se traduce como Disco Compacto - Memoria de SloLectura.-Disco Compacto Regrabable:

Conocido popularmente como CD-RW (sigla del ingls de Compact Disc ReWritable pero originalmente) es un soporte digital ptico utilizado para almacenar cualquier tipo de informacin. Estetipo de CD puede ser grabado mltiples veces, ya que permite que los datos almacenados sean borrados. Hoy en da tecnologas como el DVD han desplazado en parte esta forma de almacenamiento, aunque su uso sigue vigente. El CD-RW utiliza tres tipos de luz:--Lser de escritura: Se usa para escribir. Calienta pequeas zonas de la superficie para que el material se torne amorfo.--Lser de borrado: Se usa para borrar. Tiene una intensidad menor que el de escritura con lo que se consigue el estado cristalino.--Lser de lectura: Se usa para leer. Tiene menor intensidad que el de borrado. Se refleja en zonas cristalinas y se dispersa en las amorfas.-DVD-Memoria solo lectura:

Un DVD-ROM o "DVD-Memoria de Solo Lectura" (del ingls DVD-Read Only Memory), es un DVD que al igual que un CD-ROM ha sido grabado una nica vez (mtodo de grabacin por plasmado) y puede ser ledo o reproducido muchas veces. Es un disco con la capacidad de ser utilizado para leer o reproducir datos o informacin (audio, imgenes, video, texto, etc), es decir, puede contener diferentes tipos de contenido como pelculas cinematogrficas, videojuegos, datos,msica, etc. Es un disco con capacidad de almacenar 4,7Gb segn los fabricantes en base decimal, y aproximadamente 4,377 Gb reales en base binaria o Gb de datos en una cara del disco; un aumento de ms de 7 veces con respecto a los CD-R y CD-RW-DVD Regrabable:

Se diferencia del DVD-RW y del DVD+RW en que no hace falta borrar todo el disco para recuperar el espacio de los contenidos que deseamos borrar y en que se puede grabar directamente en l como si fuera un disquete, sin necesidad de programas de grabacin de DVD, ni de programas controladores intermedios (en el caso de grabadores DVD-RAM para computadoras). Inicialmente los discos eran de 2,9 GB. Actualmente los discos que se venden son de 4,7 GB (unas 2 horas de vdeo MPEG-2 en calidad DVD) y sin la carcasa protectora, para poder usarse en la mayora de unidades lectoras/grabadoras,existiendo discos que usan las dos caras para obtener el doble de capacidad.-Blu-ray disc:

Blu-ray disc tambin conocido como Blu-ray o BD, es un formato de disco optico de nueva generacin para vdeo de gran definicin y almacenamiento de datos de alta densidad de 5 veces mejor que el DVD. Su capacidad de almacenamiento llega a 25GB por capa, aunque Sony y Panasonic han desarrollado un nuevo ndice de evaluacin que permitira ampliar un 33% la cantidad de datos almacenados, desde 25 a 33,4 GB por capa. Aunque otros apuntan que el sucesor del DVD no ser un disco ptico, sino la tarjeta de memoria. No obstante, se est trabajando en el HVD o Disco hologrfico verstil con 3,9TB. El lmite de capacidad en las tarjetas de formatoSD/MMC est ya en 128 GB, teniendo la ventaja de ser regrabables al menos durante 5 aos.-HD DVD:

HD DVD (por las siglas de High Density Digital Versatile Disc), traducido al espaol como disco digital verstil de alta densidad, fue un formato de almacenamiento ptico desarrollado como un estndar para el DVD de alta definicin por las empresas Toshiba, Microsoft y NEC, as como por varias productoras de cine. Puede almacenar hasta 30GB. Este formato finalmente sucumbi ante suinmediato competidor, el Blu-ray, por convertirse en el estndar sucesor del DVD. Despus de la cada de muchos apoyos de HD DVD, Toshiba decidi cesar de fabricar ms reproductores y continuar con las investigaciones para mejorar su formato.Almacenamientos Magneto-opticos:La grabacin magneto-ptica es un sistema combinado que graba la informacin de forma magntica bajo la incidencia de un rayo lser, y la reproduce por medios pticos.La unidad de discos magneto-pticos permiten el proceso de lectura y escritura de dichos discos con tecnologa hbrida de los disquetes y los discos pticos, aunque en entornos domsticos fueron menos usadas que las disqueteras y lasunidades de CD-ROM, pero tienen algunas ventajas en cuanto a los disquetes:-Por una parte, admiten discos de gran capacidad: 230 MB, 640 MB o 1,3 GB.-Adems, son discos reescribibles, por lo que es interesante emplearlos, por ejemplo, para realizarcopias de seguridad.-Unidad ZIP:

La unidad Zip o unidad Iomega Zip, en ingls: Zip drive, es un dispositivo o perifrico de almacenamiento, que utiliza discos Zip como soporte de almacenamiento; dichos soportes son de tipo magneto-ptico, extrables o removibles de mediana capacidad, introducido en el mercado por la empresa Iomega en 1994. La primera versin tena una capacidad de 100 MB, pero versiones posteriores lo ampliaron a 250 y 750 MB.-Unidad JAZ:

La unidad Jaz o Iomega Jaz es un sistema extrable de almacenamiento masivo, creado por Iomega y lanzado inicialmente en 1997. Ha sido descatalogado, aunque su tecnologa se usa en las unidades Iomega REV. Existen dos versiones de la unidad, la inicialcon una capacidad de 1 GB, y una versin revisada con una capacidad de 2 GB. En ambos casos son un aumento significativo sobre el producto estrella de Iomega, la Iomega Zip, por entonces con una capacidad de 100 MB. A diferencia de este ltimo, que usa una variante de la tecnologa del disquete, la unidad Jaz utiliza tecnologa de disco duro.-Unidad SuperDisk:

El SuperDisk, tambin conocido como el LS-120 y su posterior variante el LS-240, es un dispositivo de almacenamiento desarrollado por la divisin de almacenamiento de 3M, posteriormente conocida como Imation.son capaces de leer y escribir disquetes de 1440 y 720 KiB en formato MFM (Modified Frequency Modulation, lo que excluye, por ejemplo, los discos del Apple Macintosh de doble densidad) adems de sus formatos nativos. Las unidades LS-240 son capaces adems de formatear los discos de alta densidad (HD) a mayores capacidades. La verdadera capacidad de las unidades de "120 MB" es de 120,375 MiB (6848 cilindros x 36 bloques/cilindro x 512 bytes1 ). Las unidades de "240 MB" tienen una capacidad de 240,75 MiB.-Dispositivo Orb:

El disco Orb (oficialmente Orb Drive) es una unidad removible de almacenamiento masivo en formato 3,5 pulgadas. Fue creado por Castlewood Systems en 1999. Originalmente su capacidad era de 2,2 GB, pero una segunda versin lanzada en 2001 alcanzaba una capacidad de 5,7 GB, siendo capaz de leer/escribir los cartuchos de 2,2 GB. Existen fotos de la feria COMDEX'97 en que se ven unidades de 2,16 GB. Esto es debido a que en formato FAT16 esa es la capacidad del ORB, mientras que en FAT32 y NTFS es de 2,2 GB. La unidad lectograbadora se distribuy como interna EIDE o SCSI y como externa SCSI, de puerto paralelo, USB o FireWire. Estas tres ltimas eran por dentro unidades EIDE o SCSI con una placa adaptadora a la interfaz usada.Almacenamientos actuales:Los dispositivos o unidades de almacenamiento de datos son componentes que leen o escriben datos en medios o soportes dealmacenamiento, y juntos conforman la [[Almacenamiento secundario|memoria o almacenamiento secundario. Estos dispositivos realizan las operaciones de lectura o escritura de los medios o soportes donde se almacenan o guardan, lgica y fsicamente, los archivos de un sistema informtico.