Almacenamiento en Ingeniería de Computadores: Discos Duros, RAID y Tecnologías

Características de los Discos Duros

  • Tiempo de acceso: Determinado por el tiempo necesario para posicionar el brazo en la pista deseada, más el tiempo que tarda el sector buscado en pasar por delante de la cabecera debido a la rotación.
  • Velocidad de transferencia: La velocidad a la que se transmiten los bits de un sector, influenciada por la velocidad de giro o rotación.
  • Capacidad de almacenamiento: La cantidad de información que se puede almacenar en el disco.
  • Velocidad de rotación: La velocidad a la que gira el disco.
  • Memoria caché: Un buffer o caché es una memoria incluida en el disco duro.

ECC (Error Correction Code)

Todos los discos duros utilizan un sistema de corrección de errores. Junto a los datos almacenados en cada sector, se reservan bits que contienen códigos generados por un algoritmo para realizar correcciones si se detecta algún error.

SMART (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology)

Esta tecnología, desarrollada por IBM, implementa una serie de rutinas que monitorizan constantemente los principales parámetros de funcionamiento del disco:

  • Temperatura del disco: Un aumento de temperatura puede indicar problemas en el motor del disco.
  • Tasa de datos: Una reducción en la tasa de transferencia puede ser señal de problemas internos.
  • Contador de sectores reasignados: La unidad reasigna sectores internos debido a errores detectados, lo que puede significar que la unidad va a fallar definitivamente.
  • Velocidad de búsqueda.
  • Altura de vuelo del cabezal: Una tendencia a la baja en la altura de vuelo a menudo preanuncia un accidente del cabezal.

Discos Flexibles (Disquetes)

Los discos flexibles se utilizaban antes de la popularización de los discos duros para instalar pequeños programas. Luego se usaron para pequeñas copias de seguridad y actualmente están en desuso. Hay varios tipos:

  • Convencionales: En estos dispositivos, los cabezales de lectura y escritura están en contacto con la superficie del disquete cuando rota, por lo que se deterioraban los discos. Capacidades comunes: 1.22 MB y 2.88 MB.
  • Discos HiFD: Ideados como sustitutos de los disquetes convencionales, alcanzan capacidades de hasta 200 MB.
  • Flópticos: Utilizan un láser para situar las cabezas con gran precisión sobre un sustrato flexible, aunque la lectura y escritura son puramente magnéticas.

Cintas Magnéticas

Las cintas magnéticas han sido un sistema de almacenamiento de información desde 1950, ideado por IBM. Las cintas modernas están empaquetadas en cartuchos o casetes. Las cintas pueden ser más baratas que otros métodos de almacenamiento de información y actualmente se emplean para realizar copias de seguridad. La cinta con mayor capacidad es de 1 TB. Las cintas son de tipo de acceso secuencial.

Sistemas RAID (Redundant Array of Independent Disks)

Las siglas RAID significan Conjunto Redundante de Discos Independientes. Un sistema RAID es un sistema de almacenamiento que usa múltiples discos duros entre los que distribuye o replica los datos.

Ventajas de RAID

  • Mayor integridad.
  • Mayor tolerancia a fallos.
  • Mayor rendimiento.
  • Mayor capacidad.

Tipos de RAID

RAID 0

En este sistema, RAID distribuye los datos equitativamente entre dos o más discos sin información de paridad, lo que no produce un aumento en la redundancia de información. No es redundante. Para obtener un buen rendimiento, un RAID 0 debe dividir las operaciones de lectura y escritura en bloques de igual tamaño y distribuirlos equitativamente entre los diferentes discos.

RAID 1

Un sistema RAID 1 crea una copia exacta de un conjunto de datos en dos o más discos. Un RAID 1 será tan grande como el disco más pequeño. En estos sistemas RAID se produce un aumento de la fiabilidad. La principal ventaja de los RAID 1 es que pueden dar un servicio 24/7.

RAID 5

Necesita 3 discos como mínimo. Este nivel es similar al nivel 4, la paridad se calcula a nivel de bloque pero se distribuye en todas las unidades del clúster. RAID 5 brinda rendimientos muy similares a los obtenidos en RAID 0 al tiempo que asegura una alta tolerancia a errores.

RAID 0 + 1

Un RAID 0+1 es un sistema RAID usado para replicar y compartir datos entre varios discos. Un RAID 0+1 es un espejo de divisiones. En primer lugar, se crean dos conjuntos de RAID 0 y luego sobre las anteriores se crea un conjunto de RAID 1. La ventaja de un RAID 0+1 es que cuando un disco duro falla, los datos perdidos pueden ser copiados del otro conjunto de nivel 0 para reconstruir el conjunto global. El inconveniente es que no puede tolerar dos fallos simultáneos.

RAID 1 + 0

Un RAID 1+0 es parecido a un 0+1 con la excepción de que los niveles RAID que lo forman se invierten. El RAID 1+0 es una división de espejos. El RAID 1+0 es a menudo la mejor elección para bases de datos de altas prestaciones debido a la ausencia de cálculos de paridad, lo que proporciona mayor velocidad de escritura.

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