Memoria externa

Dentro de esta categoría el medio mas importante es el disco magnético, este medio es la base de las memorias externas en casi todo los equipos.Primero voy a describir las partes, luego su funcionamiento y parámetros importantes, para terminar explicando la técnica de manejo de múltiples discos llamada RAID.Un disco magnético es un disco circular, cubierto por un material magnetizable. Por medio de una bobina, se puede cambiar la polarización se distintas porciones de su superficie, para luego poder leer en que estado se encuentra cada una de esas porciones.El cabezal es un pequeño dispositivo que es capas de leer la superficie del disco que pasa debajo de ella, por dicha forma de lectura la superficie del disco esta organizada en pistas o tracks concéntricos alrededor del eje central. Entre pista y pista hay un espacio que las separa, esto sirve para prevenir interferencias del campo magnético entre pista y pista, como también para prevenir o disminuir errores debido a pequeños desalineamientos del cabezal. Todas las pistas contienen la misma cantidad de bits, (casi siempre), esto provoca que cada pista tenga una densidad distinta de datos. Partiendo de la pista mas cercana al eje central, a medida que pasamos a la siguiente pista, la superficie por pista es mayor, pero la cantidad de bits es la misma, esto provoca las distintas densidades.

Normalmente los datos se transfieren desde y hacia el disco en unidades de datos llamadas bloques, las pistas se dividen es secciones mas pequeñas llamadas sectores que poseen el tamaño de un bloque o pueden ser variables. Para ayudar a evitar interferencias entre bloque y bloque, estos se encuentran separados por un espacio vacío llamado intersector o gap.

Cada sector además de la información útil al usuario posee un campo que lo identifica unívocamente en el disco o conjunto de discos.

El byte synch es un patrón de bits especial que identifica el comienzo e un campo, los que le siguen identifican el track, la cabeza lectora (en el caso que sen varios platos, y el sector.respectivamente, el campo CRC contiene información para detectar errores.Existen dos tipos de cabeza de lectura/escritura, móvil o fija. En la fija existe una cabeza de lectura/escritura estática por pista, en cambio con cabeza móvil existe un brazo con un cabezal en el extremo, donde dicho brazo se mueve, trasladando el cabezal de pista en pista.

En general ambas caras del disco es magnetizable, y suele haber mas de un disco en cada unidad.

Acá podemos ver 2 brazos, si es doble superficie (magnetizable en ambas caras) debe tener un tercer brazo que no se ve, para leer la cara de abajo del plato inferior.

Chiquito.

Acá se ve un color gris lo que seria un cilindro.

Ahora otra clasificación de los discos posibles, es según la posición de la cabeza de lectura/escritura respecto al plato. En un extremo tenemos cabezas que están permanentemente en contacto directo con la superficie del plato, este el el caso de los disquetes, en el otro extremo, están las cabezas que mantienen una distancia fija con respecto a la superficie del disco.En un disco magnético lo óptimo seria una cabeza de lectura/escritura lo mas estrecha posible, para lograr pistas mas estrechas, tener mayor cantidad de pistas por plato y así lograr mayor capacidad. Cuanto mas estrecha la cabeza, esta se tiene que ubicar mas próxima a la superficie del plato, tarea que implica riesgos a impurezas e imperfecciones sobre la superficie del plato. A consecuencia de esta limitación, se desarrollaron cabezales que se sitúan a una distancia variable de la superficie.Las cabezas están encapsuladas herméticamente, montadas sobre un soporte aerodinámico.Con el disco detenido estas cabezas reposan suavemente sobre la superficie, cuanto el disco empieza a girar, la presión de aire generada por la rotación sobre el soporte de la cabeza, hace que esta se separe de la superficie del plato, logrando una mínima distancia. Esta implementación de los cabezales el lo que se implementa actualmente en los discos rígidos.Parámetros para medir prestaciones en los discos:Un disco funcionando rota a una velocidad constante, cuando el sistema trata de acceder a una posición del disco, el tiempo de acceso depende de varios factores:

Tiempo de búsqueda: Es el tiempo que requiere el dispositivo en mover el brazo para posicionar el cabezal sobre la pista deseada, esto en un sistema de cabezas móviles, en un sistema de cabezas fijas el tiempo de búsqueda se refiere al tiempo que se requiere en seleccionar electrónicamente la cabeza correspondiente a la pista solicitada.

Retardo rotacional: Es el tiempo que se requiere para que el disco rote y el sector requerido pase por debajo del cabezal, también se lo denomina latencia rotacional.

A la suma de estos tiempos se la denomina tiempo de acceso.

Una vez alcanzado el dato requerido hay que sumarle el tiempo que se requiere para transferir estos datos, esto depende en su mayor parte de la capacidad del bus de datos.

Además hay que tener en cuenta si otro dispositivo esta para ser atendido antes que el disco, o si hay mas de un disco, y se compite por el canal de E/S.

Habiendo repasado algunos puntos básicos sobre los discos magnéticos, empezare con RAID.

RAID:

Redundant Array of Independent Disk, conjunto redundante de discos independientes. Debido a que se a llegado a un determinado limite con respecto a la optimizacion en el rendimiento de un disco magnetico, una opcion ampliamente usada para mejorar la performande en el uso de estos es la utilizacion de varios dispositivos, permitiento poder atenter varias peticiones de entrada salida en paralelo, como tambien permitiendo atender una unica peticion que requiere acceder varias unidades en paralelo, incrementando asi la performance. Otro punto que incluye el RAID es anexado de informacion redundante en los discos para permitir la recuperacion de datos en caso de que falle algun disco.

Existen una variada forma de guardar la imformacion y los datos redundantes, por lo cual existen distintos niveles, pese a esto todos estos niveles comparten las siguientes caracteristicas:

• • El conjunto de discos es visto por el sistema operativo como una unica unidad logica.

  • Los datos son distribuidos entre el conjunto de unidades fisicas.

  • La capacidad de los discos redundantes es utilizada paraalmacenar datos de paridad que permitiran recuperar la informacion en caso de un fallo un una unidad fisica.

Las distintas combinaciones de los dos últimos puntos determina el nivel de RAID. El nivel cero no soporta el tercer punto.