Almacenamiento Masivo

Entre los sistemas de almacenamiento se incluyen los discos magnéticos, los discos CD y DVD, las cintas magnéticas y las unidades flash.

A menudo se emplean los términos en línea y fuera de linea para describir aquellos dispositivos que pueden estar conectados o no a una máquina. 

Estar en línea significa que el dispositivo o la información están conectados y la máquina puede acceder fácilmente a ellos, sin que haya intervención humana.

Estar fuera de línea significa que se requiere intervención humana para que la máquina pueda acceder al dispositivo o la información, quizá porque el dispositivo debe encenderse o porque el medio en el que se almacena la información debe introducirse en algún tipo de mecanismo.

Una de las principales desventajas de los sistemas de almacenamiento masivo es que normalmente requieren algún tipo de movimiento mecánico, por lo que hace falta un tiempo considerablemente mayor para almacenas y extraes los datos del que se necesita en la memoria principal de la computadora, en la que todas se llevan a cabo de forma electrónica.

Sistemas magnéticos

El disco magnético es un fino disco giratorio con un recubrimiento magnético para almacenar los datos. Los cabezales de lectura/escritura se colocan por encima y/o por debajo del disco, de modo que cuando el disco gira, cada cabezal recorre un círculo, denominado pista. Reposicionando los cabezales de lectura/escritura puede accederse a las distintas pistas concéntricas. Cada vez que se reposicionan los cabezales de lectura/escritura, para a estar accesible un nuevo conjunto de pistas, que se denomina cilindro.

Cada pista se divide en pequeños arcos denominados sectores en los que la información se almacena en forma de una cadena continua de bits. 

Utilizando la técnica de grabación de bits por zonas se divide el disco en una serie de zonas compuestas por varias pistas adyacentes, estando un disco típico dividido en aproximadamente 10 zonas.

Sistema de almacenamiento en disco

Esas pistas y sectores se marcan de forma magnética a través de un proceso conocido como formateo del disco.

La capacidad de un sistema de almacenamiento en disco depende del número de discos apilados que se utilizan y de la densidad con la que se coloquen las pistas y sectores.

Se utilizan diversas medidas para evaluar el rendimiento de un sistema de sico:

1. tiempo de búsqueda: el tiempo requerido para desplazar los cabezales de lectura/escritura de una pista a otra;
2. retardo de rotación o tiempo de latencia: la mitad del tiempo requerido para que el disco realice una rotación completa, lo cual es igual al tiempo medio requerido para que los datos deseados giren hasta colocarse bajo el cabezal de lectura/escritura una vez que ese cabezal ha sido posicionado sobre la pista deseada;
3. tiempo de acceso: la suma del tiempo de búsqueda y del retardo de rotación;
4. tasa de transferencia: la tasa a la que pueden transferirse datos hacia o desde el disco.

Un tipo más antiguo de almacenamiento masivo en el que se utiliza tecnología magnética es la cinta magnética. En estos sistemas, la información se almacena en el recubrimiento magnético de una cinta delgada de plástico que está devanada sobre un carrete para poder almacenarla. 

Mecanismos de almacenamiento en cinta magnética

Sistemas ópticos

Otra clase de sistemas de almacenamiento masivo utiliza la tecnología óptica. Un ejemplo es el disco compacto (CD, Compact Disk). Estos discos tienen 12 centímetros de diámetro y están compuestos de un material reflectante, cubierto con una capa protectora transparente. La información se almacena en estos discos creando variaciones en sus superficies reflectantes. Esta información se puede entonces extraer mediante un rayo láser que detecta las irregularidades en la superficie reflectante del CD, a medida que este gira. En particular, la información en estos CD se almacena en una única pista que gira en espiral alrededor del CD, como el surco de uno de esos discos de vinilo ya pasados de moda, la pista se desarrolla en espiral desde el interior hasta el exterior. 

Formato de almacenamiento en CD

Los DVD (Digital Vesatile Disks) que están construidos a partir de múltiples capas semitransparentes que actúan como superficies distintas cuando se las ilumina mediante un láser con un enfoque muy preciso, proporcionan capacidades de almacenamiento de varios GB. 

Los BD (Blu-ray Disks) proporcionan una capacidad cinco veces superior a la de un DVD pues utiliza un láser en el espectro azul-violeta de la luz que es capaz de enfocar el rayo láser con una precisión muy grande. Esta capacidad de almacenamiento tan grande es necesaria para satisfacer las demandas del mercado del video de alta definición.

Unidades flash

La tecnología de las memorias flash tiene el potencial de acabar con la desventaja de que el almacenamiento y la extracción de datos son lentos comparados con la velocidad de los circuitos electrónicos. En un sistema de memoria flash, los bits se almacenan enviando señal electrónicas al media de almacenamiento en el que hacen que los electrones queden atrapados en pequeñas cámaras de dióxido de silicio, alterando de esa manera una serie de pequeños circuitos electrónicos. Puesto que estás cámaras son capaces de mantener cautivos esos electrones durante muchos años, esta tecnología resulta adecuada para el almacenamiento de datos fuera de linea. 

Para aplicaciones de carácter masivo de carácter general, hay disponibles dispositivos de memoria flash denominados unidades flash, con capacidades de hasta unos cuantos centenares de gigabytes. 

Otra aplicación de la tecnología flash es la que podemos encontrar en las tarjetas de memoria SD (Secure Digital), que aveces se denominan SD Card.

Almacenamiento y extracción de archivos

La información almacenada en sistemas de almacenamiento masivo esta agrupada de manera conceptual en unidades de gran tamaño denominadas archivos. Un archivo típico puede contener un documento de texto completo, una fotografía, un programa, una grabación de música o una colección de datos acerca de los empleados de una empresa. 

Un bloque de datos que esté adaptado a las características específicas de un dispositivo de almacenamiento se denomina registro físico.

Como ejemplo, un archivo que contenga un documento de texto constará de párrafos o páginas. Estos bloques de datos que aparecen de manera natural se denominan registros lógicos.

Registros lógicos y registros físicos en un disco

Los registros lógicos están formados a menudo por unidades más pequeñas denominados campos. Cada registro lógico de un archivo se identifica de manera unívoca por medio de un campo concreto del registro. Dicho campo de identificación se denomina campo clave. El valor almacenado en el campo clave se denomina clave.

Un buffer es un área de almacenamiento que se emplea para albergar datos de manera temporal, normalmente durante el proceso de transferirlos de un dispositivo a otro.