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Capýtulo 21:

 Unidades de almacenamiento

¿Qué es un sistema binario?

En las labores cotidianas se representan todas las magnitudes, cantidades y valores utilizando 10 dígitos: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, por lo cual este sistema de representación numérica se denomina sistema decimal o de base 10, pues se basa todas sus representaciones  en esos 10 símbolos o dígitos, cuyo origen se atribuye a los diez dedos de nuestras manos.

Por razones prácticas, de facilidad de representación mediante la presencia o ausencia de una señal, que puede ser voltaje o corriente eléctrica, el computador opera únicamente con dos dígitos, 0, 1, es decir, su sistema de representación numérica usa sólo esos dos símbolos, por lo cual se denomina sistema binario o de base 2 (bi = dos), y así todas sus representaciones y operaciones internas se fundamentan en este sistema numérico, de tal manera que la presencia del impulso representa un 1 y su ausencia 0.

La información representada en una señal o pulso por un dígito binario, 0 ó 1, se denomina BIT, término que proviene de la unión de las palabras del idioma inglés binary digit, o sea, dígito binario. Esto es, las dos primeras letras (bt) de la palabra binary y la última (t) de la palabra digit. Por lo tanto un bit puede tener uno de los dos valores posibles 0, ó  1. 

El tamaño  de un  computador se mide por la  capacidad de  almacenamiento en la RAM, información que se almacena en códigos binarios, es decir, cadenas de unos y ceros.

BIT:               Unidad  elemental  de  información.  (0  o  1)

BYTE:            Conjunto  de  8  bits. (10011101)

PALABRA:    Conjunto  de  bytes. (2,  4,  6,   8 o  16  bytes)

CAMPO:        Conjunto  de  bytes  para  representar  un  dato.

REGISTRO:    Conjunto  de  campos para  información completa de  un individuo.    

ARCHIVO:      Conjunto  de  registros  de  la misma  especie.

La  memoria  se mide  utilizando los múltiplos del bytes, así:

KILOBYTE      KB  =  2^10  bytes  =   1024 bytes.

MEGABYTE    MB  = 2^20  bytes  =    1´408.567 bytes.

GIGABYTE     GB  =  2^30  bytes  =                              .

TERABYTE     TB  =  2^40  bytes   =                              .

Son dispositivos los cuales permiten almacenar o guardar la información: Entre los más comunes están los discos duros, flexibles, el CD-ROM utilizado en computadores con multimedia, estos solo permiten mirar la información más no grabar en ella, y en la actualidad está siendo muy utilizada la memoria de bolsillo USB, memoria flash o memorystick, para transferir información de un computador a otro con una simple conexión a un puerto USB. Algunos de estos dispositivos también ofrecen la posibilidad de reproducir directamente archivos de formato MP3.

Para medir la velocidad de un CD, se toma como unidad la velocidad de los primeros CD musicales. Así por ejemplo cuando se habla de una unidad de CDX12, se está diciendo que su velocidad es 12 veces mayor que la de los CD primitivos.

Además de los CD-ROM también se utilizan otros tipos de CD, como los discos compactos interactivos (CD-I), los CD-Fotos, que se emplean para almacenar imágenes fotográficas o los DVD (Digital Vídeo Disk), en los que se puede almacenar imágenes y sonido de alta calidad.

DISCOS MAGNETO – ÓPTICOS

El soporte físico de un disco magneto - óptico es un material que sólo adquiere propiedades magnéticas en las zonas en las que es alcanzado por un rayo láser.

Una vez magnetizado adquiere propiedades semejantes a las de un soporte magnético y, por tanto, a diferencia de lo que sucede con los CD ROM, en un disco magneto - óptico se puede grabar la información del usuario.

La ventaja de usar un rayo láser en vez de un cabezal magnético reside en que la enorme precisión del láser permite magnetizar zonas mucho más pequeñas, con lo que la información ocupa menos espacio y la capacidad de almacenamiento es mucho mayor.

MEDIOS DE  ALMACENAMIENTO SECUNDARIO

Un medio de almacenamiento secundario es un dispositivo donde la  información se  guarda  en  forma  permanente para tenerla a disposición  en  el  momento en  que se  requiera.

Existen dos tipos de medios de almacenamiento, según la  forma  de acceso a la  información:

1.     DE ACCESO SECUENCIAL

En estos medios  los  registros  se graban  y  se leen de uno en uno a  partir  del primero. Así  para acceder  a un registro  se  debe pasar por  todos  los  anteriores, desde el  primero hasta el  que se  desea.

Son  medios de acceso  secuencial las cintas magnéticas.  La cinta  magnética está constituida por una cinta plástica  recubierta  por  un  material ferromagnético,  sobre  la cual  se  graban  los caracteres  en  forma  de  puntos magnetizados perpendicularmente a  la cinta y  en 8  o  9 canales paralelos a  la  cinta.  Las  llamadas  unidades de  cinta   compatible almacenan gran cantidad  de  información con una alta  velocidad de lectura y  grabación,  hasta  6000  caracteres  por  pulgada, y se  utiliza  en los grandes sistemas por el bajo  costo y  la seguridad de  la información. 

2.     DE ACCESO  DIRECTO

Los registros se graban de forma secuencial pero el  acceso se  hace directamente sobre el registro deseado, aumentando su velocidad de búsqueda. Aquí están los tambores magnéticos, los  discos  magnéticos y los  discos ópticos.

El tambor magnético consiste en  un cilindro recubierto de un material  magnetizable en donde la información y se lee  mediante un cabezote  que se  mueve en  la dirección  del eje cilindro.

Los discos magnéticos son el  medio  más común de almacenamiento secundario. Consisten en placas circulares recubiertos con un  material magnetizable, donde la información se  graba sobre pistas circulares las que se dividen en  sectores para direccionar la información.

Se clasifican en:

1.     Discos duros

Son  discos  metálicos  de tamaño 31/2 pulgadas guardados permanentemente  en  recipientes generalmente metálicos sellados.  Se  utilizan casi en todos los computadores internamente y su capacidad de almacenamiento es del orden de  los 20 GB, 40 GB, 80 GB, etc. en la actualidad ya que los programas son supremamente grandes, lo que los vuelve pesados. Estos se  pueden  utilizar en forma  de  paquetes  de discos  colocados  a la UCP, para  aumentar su  capacidad de almacenamiento.

En la actualidad hay discos duros formados por varios discos de material plástico con una capa de partículas magnéticas. Cada uno de ellos dispone de dos cabezales que permiten realizar la lectura de datos o su grabación por las dos caras.

2.     Discos  flexibles  o  blandos:

Son  discos de vinilo  recubierto  por  ambos lados de óxido de  hierro en tamaños de 31/2 pulgadas que son los que se usan actualmente otros de diferentes tamaños, como el de 51/4 y otros, están fuera del mercado. El disco se encuentra dentro de una  cubierta  plástica  la cual tiene una ventana de lectura y escritura sobre la que se  posiciona el cabezote, y  gira a  razón de 360 vueltas  por  minuto para  acceder a la información.

El  disco nuevo generalmente viene dado formateo que consiste  en  que  el computador lo  divide  en  pistas y  en  sectores para almacenar y direccionar la  información.

Al que se le asigna los siguientes nombres:

NL       Número  de  lados 

NP       Número  de  pistas por  lado 

NS       Número  de  sectores por pista

CS       Capacidad del sector en  bytes    

CP       Capacidad de la  pista     

CL       Capacidad del lado    

CD      Capacidad del disco        

Se  tendrá para realizar los respectivos cálculos las siguientes fórmulas:

CP = NS * CS            CL =  CP * NP         Y        CD = CL *  NL

VELOCIDAD  DE  BUSQUEDA O DE ACCESO:

Se refiere a la rapidez para leer del disco o  para  escribir información  al  disco, esta  se mide por  el número de  bytes que lee o escribe por segundo.

Se  calcula con  la formula Vb = Fd.CP/60 donde Fd es la frecuencia del  disco en r.p.m.

Los  discos flexibles  se  formatean  según  su tamaño  y  la  densidad  así:

TAMAÑO       CARACTERÍSTICAS              NL     NP        NS       CS

3 1/2              Doble  cara  alta  densidad       2      80         18       512

3 1/2              Doble  cara  doble  densidad    2      80           9       512

Los discos formateados son organizados en  4  áreas principales:

A.     Boot Record  o registro de  arranque,  el  cual  se  graba  en  el  primer sector  de  la  pista  0  y  del  lado 0,  y  contiene  un  programa  corto  de arranque,  el  número  de  bytes  por  sector,  la  numeración  de sectores  del  disco  y el número de  cabezas  del  drive.

B.    La FAT  (File  Allocation  Table),  donde  se  almacena  la  información  sobre  las  características  de  cada  sector  del  disco, como  si  está  usado,  si  está  disponible,  o  si  está  dañado.  Por lo  general  

La memoria está formada por chips que almacenan información que la CPU necesita recuperar rápidamente. La memoria de acceso aleatorio (RAM, siglas en inglés) se emplea para almacenar la información e instrucciones que hacen funcionar los programas de la computadora. Generalmente, los programas se transfieren desde una unidad de disco a la RAM. Esta memoria también se conoce como memoria volátil porque la información contenida en los chips de memoria se pierde cuando se desconecta el ordenador.

Conexiones del hardware: Para funcionar, el hardwarenecesita varias conexiones materiales que permitan a los componentes comunicarse entre sí e interaccionar. El microprocesador y el resto de los dispositivos del computador se comunican entre sí basándose en impulsos eléctricos. Para transportarlos se utiliza un conjunto de microcables o circuitos impresos denominados buses, que están integrados en la placa base. Podemos imaginar los buses como los diferentes carriles de una autopista. Por cada uno de dichos carriles puede circular un BIT de información, aunque existen otros tipos de buses, como el VESA LOCAL bus, o el bus tipo ISA, hoy en día se utiliza fundamentalmente el bus tipo PCI, de treinta y dos bits, que puede trabajar con un máximo de diez dispositivos periféricos, pero la tecnología de manera permanente está aumentando mayor capacidad por las nuevas invenciones de dispositivos y programas que requieren aumentar su velocidad y  capacidad de almacenamiento. 

Un bus constituye un sistema común interconectado, compuesto por un grupo de cables o circuitos que coordina y transporta información entre las partes internas del computador. El bus de un computador consta de dos canales: uno que la CPU emplea para localizar datos, llamado bus de direcciones, y otro que se utiliza para enviar datos a una dirección determinada, llamado bus de datos. Un bus se caracteriza por dos propiedades: la cantidad de información que puede manipular simultáneamente (la llamada “anchura de bus”) y la rapidez con que puede transferir dichos datos CPU (unidad central de proceso).

La CPU puede ser un único chip o una serie de chips que realizan cálculos aritméticos y lógicos y que temporizan y controlan las operaciones de los demás elementos del sistema. Las técnicas de miniaturización y de integración han posibilitado el desarrollo de un chip de CPU denominado microprocesador, que incorpora un sistema de circuitos y memoria adicionales. El resultado son unos ordenadores más pequeños y la reducción del sistema de circuitos de soporte. Los microprocesadores se utilizan en la mayoría de los ordenadores personales de la actualidad.

La Placa Base: Es un elemento de gran importancia, formado por varias capas de un material plástico, llamado PERTINAX, en el que se integran un gran número de circuitos impresos. A esta placa se conectan el microprocesador y los chips de memoria. Dispone además de unas ranuras de expansión en las que se pueden acoplar otras tarjetas de circuitos destinadas a controlar el funcionamiento de los discos y de los dispositivos periféricos.  

EL MICROPROCESADOR: Es el verdadero cerebro del computador y, por esta razón, su elemento más importante. Funciona siguiendo las instrucciones establecidas previamente en un programa. Gracias a su unidad Aritmético-lógica, es capaz de interpretarlas y de realizar los cálculos necesarios. También está dotada de una unidad de control que le permite dirigir el funcionamiento de los diferentes dispositivos del computador. Un microprocesador contiene en el interior de una pequeña cápsula, denominada chip, un numeroso conjunto de transistores fabricados en material semiconductor.

·        La velocidad de funcionamiento de un microprocesador se mide en megaherzios. El microprocesador 8088 fabricado en 1979 por INTEL funciona a 8 MHz, mientras que los Pentium actuales pueden funcionar a una cincuenta veces más  rápido.

·        Los microprocesadores 8088 estaban conectados externamente con un bus de ocho bits, el Pentium lo está con uno de sesenta y cuatro bits.

·        Los microprocesadores actuales, disponen de un coprocesador matemático, especializado en los cálculos y de una memoria de acceso rápida, denominada memoria caché, todos ellos integrados en el mismo chip.

·        Los microprocesadores fabricados por la empresa Motorola para el otro gran computador personal, la Macintosh, también han evolucionado mucho, desde el legendario 6800 hasta el microprocesador Power Mac.

·        El primer microprocesador, que fue fabricado por la empresa INTEL, contenía 7.200  transistores. Actualmente un Pentium 4 para las computadoras personales (PC),    contiene 42 millones de transistores.

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