Tema 2 - Administración de Periféricos PDF

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UD012103_V03_T03 MD.PlantillaTexto(01).HTML.OCEP.Esp.dot ADMINISTRACIÓN PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN ÍNDICE 1. HARDWARE. PERIFÉRICOS.......................................................................................... 5 1.1. CLASIFICACIÓN DE LOS PERIFÉRICOS.................................................................................. 6 1.2. CONEXIÓN DE LOS PERIFÉRICOS AL ORDENADOR.............................................................. 7 1.2.1. PUERTOS FÍSICOS............................................................................................................... 8 1.2.1.1. Puerto Serie......................................................................................................................... 8 1.2.1.2. Puerto Paralelo.................................................................................................................. 10 1.2.1.3. Puerto PS/2....................................................................................................................... 11 1.2.1.4. Puerto Firewire.................................................................................................................. 11 1.2.1.5. Puerto USB........................................................................................................................ 12 1.2.1.5.1. Conectores USB.......................................................................................................................... 13 1.2.1.5.2. Versiones USB............................................................................................................................ 17 1.2.1.5.3. Otras especificaciones USB....................................................................................................... 18 1.2.1.6. SATA.................................................................................................................................. 18 1.2.1.7. Thunderbolt....................................................................................................................... 19 1.2.2. PUERTOS VIRTUALES........................................................................................................ 20 1.3. ADMINISTRACIÓN DEL SISTEMA DE ENTRADA/SALIDA................................................... 21 1.3.1. CONTROLADOR DE E/S..................................................................................................... 22 2. HARDWARE DE ENTRADA. TECLADO Y RATÓN........................................................ 24 2.1. TECLADO................................................................................................................................ 24 2.2. RATÓN.................................................................................................................................... 27 3. HARDWARE DE ALMACENAMIENTO......................................................................... 29 3.1. CINTAS MAGNÉTICAS.......................................................................................................... 29 3.2. DISCOS DUROS...................................................................................................................... 30 3.2.1. MAGNÉTICOS.................................................................................................................. 30 3.2.2. DISCOS DE ESTADO SÓLIDO (SSD).................................................................................... 37 3.2.3. COMPARATIVA DISCOS HDD Y SSD.................................................................................. 42 1 PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN 3.2.4. FORMATEAR DISCOS DUROS. (SECTORIZACIÓN)................................................................ 43 3.2.4.1. FAT..................................................................................................................................... 43 3.2.4.2. NTFS................................................................................................................................... 45 3.2.4.3. exFAT................................................................................................................................. 46 3.3. DISCOS ÓPTICOS................................................................................................................... 49 3.4. MEMORIAS FLASH................................................................................................................ 49 4. SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO...........................................................................51 4.1. TIPOS DE ALMACENAMIENTO: DAS, NAS, SAN................................................................. 53 4.1.1. DAS (DIRECT-ATTACHED STORAGE)......................................................................... 53 4.1.2. NAS (NETWORK-ATTACHED STORAGE).................................................................... 53 4.1.2.1. NFS..................................................................................................................................... 54 4.1.2.2. SMB.................................................................................................................................... 54 4.1.3. SAN (STORAGE AREA NETWORK).............................................................................. 55 4.1.3.1. FC (Fibre Channel)............................................................................................................. 56 4.1.3.2. FCoE................................................................................................................................... 56 4.1.3.3. iSCSI................................................................................................................................... 57 4.1.3.4. MVMeoF............................................................................................................................. 57 4.2. FAMILIAS DE CONTROLADORAS......................................................................................... 58 4.2.1. RAID.............................................................................................................................. 58 4.2.1.1. Sistemas RAID un solo nivel............................................................................................. 60 4.2.1.2. Sistemas RAID multinivel.................................................................................................. 70 4.2.2. SCSI (INTERFAZ DE SISTEMA DE ORDENADOR PEQUEÑO)..................................... 73 4.2.3. SATA............................................................................................................................. 75 4.2.3.1. CONECTOR SATA DE DATOS........................................................................................... 77 4.2.3.2. CONECTOR SATA DE ALIMENTACIÓN............................................................................ 77 4.2.3.3. SATA externo o Esata....................................................................................................... 78 4.2.3.4. CONECTOR Mini SATA o mSATA..................................................................................... 78 4.2.3.5. CONECTOR SATA EXPRESS............................................................................................. 78 4.3. GESTIÓN DE VOLÚMENES.................................................................................................... 78 5. HARDWARE DE IMPRESIÓN.......................................................................................80 5.1. PARTES DE LA IMPRESORAS............................................................................................... 80 5.2. CLASIFICACIÓN..................................................................................................................... 81 5.2.1. SEGÚN EL MECANISMO DE IMPRESIÓN............................................................................... 81 5.2.2. SEGÚN LA FORMA DE IMPRIMIR LOS CARACTERES............................................................... 81 5.2.3. SEGÚN LA TECNOLOGÍA UTILIZADA.................................................................................... 81 5.2.4. TRAZADORES O PLOTTERS................................................................................................ 82 5.3. DESCRIPCIÓN DE LOS TIPOS DE IMPRESORAS................................................................. 82 5.3.1. IMPRESORAS DE IMPACTO................................................................................................ 82 5.3.2. IMPRESORAS DE TINTA..................................................................................................... 83 5.3.3. IMPRESORAS LÁSER......................................................................................................... 84 5.3.4. IMPRESORAS TÉRMICAS.................................................................................................... 85 2  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN 5.3.5. IMPRESORAS DE SUBLIMACIÓN.......................................................................................... 85 5.3.6. IMPRESORAS ELECTROESTÁTICAS..................................................................................... 86 5.3.7. TINTA SÓLIDA.................................................................................................................. 86 5.3.8. MULTIFUNCIÓN................................................................................................................ 87 5.3.9. 3D.................................................................................................................................. 87 5.3.10. PLOTTERS..................................................................................................................... 88 6. HARDWARE DE VISUALIZACIÓN............................................................................... 89 6.1. TARJETA GRÁFICA................................................................................................................ 89 6.2. MONITOR................................................................................................................................ 91 6.2.1. RESOLUCIÓN, RATIO Y REFRESCO....................................................................................... 92 6.3. PANTALLA TÁCTIL................................................................................................................ 94 7. HARDWARE DE DIGITALIZACIÓN. ESCÁNER............................................................ 97 7.1. CONEXIÓN CON EL ORDENADOR......................................................................................... 97 7.2. TIPOS DE ESCÁNER............................................................................................................... 98 8. EQUIPOS DE CONTROL NUMÉRICO COMPUTERIZADOS (CNC).............................. 102 8.1. FUNCIONAMIENTO DE UNA MÁQUINA CNC..................................................................... 103 8.1.1. CONTROL DE MOVIMIENTO...................................................................................... 104 8.1.2. ACCESORIOS Y FUNCIONES PROGRAMABLES....................................................... 105 8.1.3. PROGRAMA CNC........................................................................................................ 105 8.1.4. CONTROLADOR CNC................................................................................................. 106 8.1.5. PROGRAMA CAM....................................................................................................... 106 8.1.6. SISTEMA DNC............................................................................................................ 107 9. CORTADORA LÁSER................................................................................................ 108 9.1. TIPOS DE CORTADORAS LÁSER......................................................................................... 109 9.1.1. LÁSERES DE GAS....................................................................................................... 110 9.1.2. LÁSER DE CRISTAL.................................................................................................... 110 9.1.3. LÁSERES DE FIBRA.................................................................................................... 111 9.2. FUNCIONAMIENTO.............................................................................................................. 111 9.3. VENTAJAS............................................................................................................................ 112 10. SOFTWARES DE USO............................................................................................. 113 11. COLORIMETRÍA..................................................................................................... 115 11.1. RESOLUCIÓN DE IMÁGENES............................................................................................ 115 11.2. MODELOS DE COLOR........................................................................................................ 116 11.2.1. RGB........................................................................................................................... 117 11.2.2. CMYK........................................................................................................................ 117 11.2.3. HSV (HSB)................................................................................................................ 118 11.3. PROFUNDIDAD DE COLOR................................................................................................ 118 BIBLIOGRAFÍA............................................................................................................. 121 3  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN 1. HARDWARE. PERIFÉRICOS Las clases impartidas en directo y disponibles en Campus, en Tema- rio Audiovisual te ayudarán al entendimiento de la unidad, y además Recuerda ver las pueden tener información adicional. clases emitidas en Temario Audiovisual Ya has aprendido los elementos de Hardware (parte física) más importantes de un ordenador: CPU, Memoria y Placa Base. Ahora vamos a continuar viendo otros elementos de hardware. Periféricos: proporcionan entrada y salida de información al ordenador La definición más aceptada de periférico es la siguiente: Se denominan periféricos a los dispositivos de hardware que no pertenecen al núcleo fundamental del ordenador (la CPU), a través de los cuales el procesador realiza operaciones de entrada/salida (E/S). Se incluyendo por tanto los dispositivos de almacenamiento permanente Si entiendes bien lo que es un periférico, entenderás distintas definiciones. Un periférico, es todo aquello que podemos conectar a un ordenador: webcam, pendrive, mi- crófono, lector de código de barras… 5 PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN En esta unidad vas a estudiar los siguientes periféricos: Puertos de conexión. De entrada (Teclado y Ratón). De almacenamiento. De impresión (Tipos de Impresoras). De visualización (Pantallas). De digitalización. Como complemento, estudiarás colorimetría (resolución, tipos de sistemas de color, etc.) 1.1. CLASIFICACIÓN DE LOS PERIFÉRICOS Vamos a hacer una sencilla clasificación, basándonos en su función: Periféricos de entrada: sirven para introducir datos en un ordenador desde el exterior. Transforman la información externa en señales eléctricas codificadas permitiendo su transmisión, detección, interpretación, procesamiento y almacenamiento. Ejemplo: te- clado, ratón, lector de iris, lector de huella dactilar etc. Periféricos de salida: hacen lo contrario que los de entrada, reciben las señales eléc- tricas del ordenador y las convierten en información en el formato adecuado para ser mostrada al usuario y entendible por este. Ejemplo: monitor, impresora, altavoces etc. Periféricos de entrada/salida: permite las dos funciones anteriores. Ejemplo: pantalla táctil. Periféricos de almacenamiento: almacenan la información en dispositivos no voláti- les, para que pueda recuperarse y utilizarse cuando se requiera. Ejemplo: pendrive, disco duro externo etc. 6  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Si queremos escribir una carta con el ordenador, e imprimirla, se eje- cutarán los siguientes pasos: 1. Utilizamos un teclado para escribir el texto. (periférico de en- trada). 2. Esta entrada se codifica (utilizando un sistema de representa- ción como ASCII o Unicode). Y será tratada por la memoria y Ejemplo procesador. 3. La impresora (periférico de salida), recibirá la información y la transformará en caracteres inteligibles por el usuario. Partes de un periférico Los periféricos suelen estar formados por dos partes: Elementos mecánicos: constituidos por dispositivos electromecánicos (conmutado- res manuales, relés, motores, electroimanes, servomecanismos, etcétera), controlados por los elementos electrónicos. Elementos electrónicos: constituyen el controlador del periférico. Se encargan de in- terpretar las órdenes que le llegan del procesador para la recepción o emisión de da- tos y de generar las señales de control para la activación de los elementos electrome- cánicos del periférico que producen o captan los datos en el soporte de información correspondiente. 1.2. CONEXIÓN DE LOS PERIFÉRICOS AL ORDENADOR Los periféricos se conectan a la CPU a través de los buses. Los periféricos se conectan al bus del sistema directamente o bien a través de interfaces (puertos). Interfaz es una conexión entre dos sistemas de cualquier tipo (uno de los sistemas puede ser una persona), a los cuales les brinda un soporte para la comunicación a diferentes niveles. Existe una gran diversidad de periféricos con distintas características eléctricas y velocidades de funcionamiento. El objetivo de las interfaces es adaptar estas características al bus del sistema. A estas interfaces se les denomina puertos, permiten enviar y recibir datos digitales 7 PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Puede ser: Puertos físicos. Puertos virtuales. 1.2.1. PUERTOS FÍSICOS Son entradas físicas en el ordenador para que se conecte un periférico. En un ordenador nos podemos encontrar numerosos tipos de conectores (como dispositivo electrónico) que nos permitirán la conexión de periféricos. Los conectores se insertan dentro de un puerto para hacer la conexión entre el ordenador y el dispositivo periférico. Vamos a ver algunos de los puertos/conectores más importantes: Puerto serie. Puerto paralelo. PS/2. Firewire. USB. SATA. Thunderbolt. 1.2.1.1. Puerto Serie 8  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN La interfaz de datos en serie o puerto serial trabaja bajo el estándar que serealizao en 1962, con la norma EIA/TIA RS-232C, conocida popularmente como RS-232. Se creó también al mismo tiempo la recomendación V.24 que define los circuitos y señales de la interfaz, y la recomendación V.28 que de- fine los aspectos eléctricos). + Info En un puerto serie, la información se transmite de forma secuencial bit a bit (un solo bit a la vez), es decir, envía toda la información en un bit detrás de otro. (Un puerto paralelo enviaría varios bits de forma simultánea). El primer conector era el DB-25 (25 pines), que paso a simplificarse al DB-9 (9 pines), que se denominó como RS-232. Actualmente está en desuso, se utilizaba antiguamente fundamentalmente para conectar el ratón, que paso a conectarse por puerto PS2 (aun en uso en algunos ordenadores), y cone- xión por USB. También se utilizaba para otros dispositivos, como impresoras de tickets, módems, lectores de códigos de barra por infrarrojos, y productos maquinaria industrial controlada mediante un ordenador, entre otros. Características: Es un puerto lento. También se le conoce como RS-232 (y como COM). Es necesario reiniciar el equipo para que el sistema lo reconozca y funcione. Versiones: El modelo más común es el DB9, que contiene 9 pines. También existe un modelo con 25 pines. 9 PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN 1.2.1.2. Puerto Paralelo El puerto paralelo permite el intercambio simultáneo de paquetes de bits a través de diferen- tes hilos. Cada puerto paralelo puede servir para enviar hasta 8 bits de forma simultánea, por 8 hilos distintos. Se conectaban impresoras etc. Es un conector de 25 pines, que no hay que confundir con el conector serie DB-25 (con 25 pines). Los puertos en paralelo han sido usados para impresoras, y conecto- res para discos duros bus PATA (IDE) y discos duros bus SCSI, en los cuales no se podía realizar la conexión en caliente, ni tampoco pro- porcionaba alimentación al periférico conectado. En la actualidad es- tá prácticamente en desuso. (Pueden encontrarse en maquinarias + Info industriales). Versiones: Puerto paralelo: trabaja a una velocidad de 2,4 MB por segundo. EPP (puerto paralelo mejorado): alcanza velocidades de 8 a 16 MB por segundo. ECP (puerto de capacidad mejorada): desarrollado en común por HP y Microsoft. Misma velocidad que el anterior, pero permite reconocer un dispositivo al conectarlo. 10  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN 1.2.1.3. Puerto PS/2 También denominado mini-DIM de 6 pines. Es un puerto que se utiliza para conectar el tecla- do y el ratón al ordenador. Están siendo sustituidos por el USB. Antiguamente el ordenador tenía 2 de estos puertos, uno para el teclado y otro para el ratón, que no eran compatibles entre sí (no se podían intercambiar). Eran de diferente color evitar que el usuario los conectará erróneamente (morado para el teclado y verde para el ratón, también los periféricos de teclado y ratón solían tener el conector del mismo color). Actualmente, los ordenadores ya no llevan este puerto o incorporan un único puerto que sí es intercambiable (se puede conectar tanto el ratón como el teclado). Características puerto PS/2: No se pueden conectar el dispositivo en caliente. Hay que co- nectarlo con el ordenador apagado para que al encenderlo lo reconozca. (En algunos ordena- dores modernos sí que los reconoce en caliente). 1.2.1.4. Puerto Firewire En desuso en la actualidad, sustituido por el USB versiones 2.0 y posteriores. 11 PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN También denominado IEEE 1394. Es un puerto serie de alta velocidad. Se suele usar para co- nectar cámaras de vídeo digitales, y también existen discos duros externos con este tipo de conexión. Su forma física es similar al USB, pero con una esquina en forma de punta. Puede tener 4, 6, 9 y hasta 12 pines según la versión. Versiones implementadas de Firewire: Firewire 400 (IEEE 1394): Es la primera versión, con un conector de 6 pines, y velocidad de hasta 400 Mbits/s (50 MB/s), superando por tanto las velocidades de los USB 1.0 y 1.1. Firewire 800 (IEEE 1394b): Conector de 9 pines en lugar de 6. Soporta trasferencias de 786 Mbits/s (100 MB/s) pudiendo alcanzar distancias de 100 metros de cable. Firewire s1600: Continuando con 9 pines, amplió el ancho de banda hasta los 1,6 Gbps (200 MB/s), superando entonces a la versión USB 2.0 (solamente alcanzaba los 60 MB/s). Firewire s3200 (IEEE 1394b): Amplió la velocidad hasta los 3,2 Gbps (400 MB/s). Firewire s800T (IEEE 1394c): Es otra variante que implementa la tecnología Firewire a través del conector Ethernet RJ-45, para combinar las ventajas de uno y otro. 1.2.1.5. Puerto USB 12  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN USB (bus serie universal) es un puerto serie, por lo que transmite los datos bit a bit. Fue dise- ñado para estandarizar la forma en que se conectan los periféricos, por lo que es el tipo de puerto más utilizado actualmente para conectar todo tipo de periféricos a un ordenador, co- mo ratones, teclados, pendrives, impresoras, auriculares etc. El cable se basa en 4 conductores, de los cuales uno suministra ten- sión a 5V, dos se encargan de la subida y bajada de datos y el último es la conexión a tierra. (Otras versiones como el micro USB cuentan con una 5ª patilla para distinguirlo del Micro-A y Micro-B, y las versiones posteriores USB 3.0 + Info aumentan su patillaje para permitir mayor ancho de banda). Características de USB: Es plug&play (el dispositivo se configura automáticamente al conectarlo). Se pueden conectar los dispositivos en caliente (con el equipo encendido). Puede detectar automáticamente los controladores que necesita para funcionar e instalarlos automáticamente. (sin necesidad de drivers externos). Permite conectar un número máximo de 127 dispositivos conectados simultáneamente. Aunque un ordenador tenga sólo 1 puerto USB, podemos conectarle un concentra- dor (Hub) de 4 puertos, y a estos 4 puertos les podemos conectar más concentrado- res… así hasta los 127 máximo que el PC puede soportar. 1.2.1.5.1. Conectores USB Existen tres tipos de conectores: Tipo A: es el conector clásico que podemos encontrar en cualquier ordenador. En un cable estándar de conexión, tiene un extremo conector macho y el otro extre- mo conector hembra. En la versión 3.0 la pestaña interna es de color azul. 13 PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Fuente: Pxfuel Tipo B: se conecta al periférico que vamos a conectar al ordenador. Utilizado principalmente en impresoras y escáneres. También tiene un uso, en algu- nos periféricos, únicamente para proporcionarles alimentación, como es el caso de algunos discos duros externos. Al igual que el conector tipo A, los compatibles con el estándar USB 3.0 llevan la pes- taña interna en color azul. Puede tener distintos tamaños:  USB estándar.  Utilizado en impresoras, escáneres, etcétera. Fuente: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:USB_types_2.jpg  Mini USB. Fue el primero para emplear la conexión USB en periféricos de tamaño peque- ño. Utilizado en algunas cámaras digitales, teléfonos móviles para su carga y transferencia de datos con el ordenador. 14  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Fuente: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:USB_types_2.jpg  Micro USB: Avance sobre el Mini USB, utilizado en los móviles para cargarlos o para conec- tarlos al ordenador y poder transferir sus datos. Fuente: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:USB_types_2.jpg Tipo C: Su principal ventaja es que no tiene posición para su conexión, sus conectores son to- talmente simétricos, por tanto, el conector es reversible (se puede enchufar boca arriba o boca abajo).  Soporta hasta 100 W de potencia y puede transferir datos o energía, por lo que se puede utilizar como cargador de móviles, tablets y ordenadores portátiles.  Soporta otros protocolos como DisplayPort, HDMI, VGA y Thunderbolt. 15 PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Veamos unas imágenes para ver mejor la comparativa de conectores: Fuente: wikimedia commons Fuente: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:USB_types_2.jpg De izquierda a derecha (Mostrado en una escala de 5 centímetros): Micro-USB. Mini-USB. USB tipo B. USB tipo A hembra. USB tipo A macho. 16  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN 1.2.1.5.2. Versiones USB Existen varias versiones actualmente en el mercado. Para facilitar su comprensión vamos a verlas en una tabla. Comparativa de las distintas versiones de USB USB 4 Se anunció oficialmente en marzo de 2019, y se publicó el 29 de agosto de ese mismo año por USB Implementers Forum. El motivo de su desarrollo fue: El aumento del ancho de banda (permitiendo hasta 40 Gbit/s). La convergencia del ecosistema USB-C. La especificación es compatible/basada en Thunderbolt 3, así como compatible hacia atrás con USB 3.2 y USB 2.0. 17 PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN (En 2020 se anunció que este estándar sería compatible con DisplayPort 2.0 y que soportaría resoluciones superiores a 8K, como por ejemplo 16K (15.360 x 8.460) a 60Hz y 30 bpp 4:4:4 HDR con DSC). Las distintas versiones son retro compatibles (compatibles con las versiones anteriores). Ac- tualmente se está trabajando en el estándar USB 3.2, el cual permitirá velocidades de 20Gbps. Utilizará conectores tipo C. 1.2.1.5.3. Otras especificaciones USB USB On-The-Go (USB OTG): Es una especificación que permite a los dispositivos USB elegir el estado de cada puerto, es decir, actuar como servidor de datos o receptor de datos. De esta forma se puede transferir datos desde un puerto servidor hasta otro receptor sin usar un ordenador. Wireless USB (WUSB): Wireless USB es un dispositivo para conectarnos a una red de forma que usamos transferencia inalámbrica. En USB 2.0. sus características son de una velocidad de 480 Mbps a menos de 3 me- tros de distancia, y 100 Mbps a menos de 10 metros. 1.2.1.6. SATA Es un estándar basado en una comunicación en serie. 18  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Los discos duros magnéticos SATA (mayor velocidad) han sustituido a los de conexión IDE, se conectan a puertos SATA de la placa base. Con su aparición, las placas bases pasaron a fabricarse con puertos IDE y SATA, y actualmente sólo se fabrican con puertos SATA. Los discos IDE ya no se fabrican, pero sigue habiendo or- denadores funcionado con este tipo de disco. 1.2.1.7. Thunderbolt Thunderbolt es una conexión para periféricos basada en las arquitecturas PCI Express y Dis- playPort desarrollada por Intel en colaboración con Apple. En sus primeras versiones tenía hasta 10 W de alimentación. Características de Thunderbolt: Puede usarse como conector de datos o de transferencia de vídeo y sonido. Es muy rápido. Sus versiones son retro compatibles (aunque la última versión requiere un adaptador). Versiones de Thunderbolt: Thunderbolt. Transferencia de 10Gb/s. (10 W). Thunderbolt 2. Transferencia de 20Gb/s. (10 W). Thunderbolt 3.  Transferencia de 40Gb/s.  Utiliza el conector USB tipo C.  Soporta dos monitores de 4 K o uno de 5 K de resolución.  100 W de potencia para suministrar energía o recibirla. 19 PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Thunderbolt 4.  Ancho de banda bidireccional de 40 Gbps, al igual que en la versión 3.  Mayores longitudes de cable, hasta cables de 2 metros, (con pretensión de al- canzar hasta los 50 metros).  Doble de requisitos mínimos respecto a datos y vídeo que ofrecía Thunderbolt 3.  Datos: se duplica el ancho de banda de los puertos PCIe, pasando de 16 a 32 Gbps.  Vídeo: este aumento de datos permite soporte para dos pantallas de 4K o una de 8K.  Permite accesorios con hasta cuatro puertos. Soporte para docks con hasta cuatro puertos Thunderbolt 4, el PC se carga en, al menos, un puerto.  Se puede activar el ordenador tocando el teclado o ratón cuando esté conecta- do a una dock de Thunderbolt 4. Dock o docking station es una estación de acoplamiento o un replicador de puertos (concentrador).  100 W de potencia para suministrar energía o recibirla. Puedes cargar un teléfono móvil, (que requiere menos de 100 W) y otros dispo- sitivos USB compatibles rápidamente.  Redes. Permite conexión a una red Ethernet de 10 Gigabit de alta velocidad mediante un adaptador, y también utilizar un cable Thunderbolt para conectar dos orde- nadores por medio de una red punto a punto, lo que permite transferir grandes volúmenes de datos de un ordenador a otro. 1.2.2. PUERTOS VIRTUALES Son los utilizados en los protocolos de Internet como UDP (Protocolo de datagramas de usua- rio) o TCP (protocolo de control de transmisión, que es el protocolo más utilizado en Internet, orientado a la conexión, es decir, los datos pueden enviarse de forma bidireccional una vez establecida la conexión). 20  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Son como puntos de conexión para el intercambio de información y la transmisión de datos. Los datos viajan desde un puerto en el dispositivo inicial y se dirigen hacia e extremo receptor de la línea. Un número de puerto, es un número entero de 16 bits, para identifi- car puertos de red específicos manteniendo la dirección IP relacio- nada y el protocolo aplicado para la conexión. + Info 1.3. ADMINISTRACIÓN DEL SISTEMA DE ENTRADA/SALIDA El sistema de entrada/salida es la parte del sistema operativo encargada de la gestión de los dispositivos de E/S (periféricos), actuando como interfaz entre los dispositivos de E/S y el resto del sistema. Existe unas diferencias de velocidad entre la CPU y los periféricos de E/S, y además el tiempo de respuesta de dichos periféricos no es previsible, por lo que necesitamos un mecanismo que permita coordinar adecuadamente las transferencias de datos entre ambos. Objetivos Los objetivos de la administración del sistema de E/S son: Facilitar el manejo de los dispositivos periféricos ofreciendo una interfaz entre los dis- positivos y el resto del sistema. Optimizar las operaciones de E/S. Generar dispositivos virtuales que permitan conectar cualquier tipo de dispositivos fí- sicos. Facilitar la conexión de un nuevo dispositivo, instalando automáticamente los contro- ladores necesarios (Plug&Play). 21 PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN 1.3.1. CONTROLADOR DE E/S Es el responsable de controlar los periféricos y el intercambio de datos entre estos y la memo- ria (principal o registros de la CPU). Tiene dos interfaces, una para conectarse con el ordenador y otra para conectarse con el peri- férico. Sus funciones principales son: Gestionar la comunicación con la CPU y el periférico. Servir de almacén temporal de datos. Detectar errores. Gestión de la memoria y el bus. Tipos de gestión de las E/S con la CPU Mecanismos básicos para sincronizar las operaciones de E/S con las de la CPU. Vas a estudiar 4 tipos: 1. E/S controlada por programa: los datos se transfieren entre la CPU y el controlador de E/S. Esto está controlado por un programa que ejecuta la CPU. Cuando la CPU lanza una orden al controlador de E/S se queda esperando hasta que finaliza la operación de E/S, comprobando continuamente el estado del periférico. A esto se le llama bucle de espera activa. Con este método se pierde tiempo al tener que esperar la CPU a que el periférico es- té preparado. Además, mientras está atendiendo a un periférico desatiende al resto. 2. E/S controlada por interrupciones: la CPU envía la orden de E/S y prosigue con otras tareas en lugar de esperar. Cuando el periférico está preparado lanza una interrupción a la CPU solicitando que atienda a su petición de E/S. Esto lo hace activando una línea especial del bus de con- trol denominada "línea de petición PI". La CPU transfiere los datos y continua con la ejecución del programa que había inte- rrumpido. 22  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN 3. DMA (acceso directo a memoria): el problema de los dos métodos anteriores es que necesitan a la CPU para la transferencia de datos entre la memoria y el periférico, ocupando tiempo de CPU. Para solucionar este problema aparece DMA. Requiere un módulo adicional denominado "controlador de DMA", que va conectado al bus del sistema y que puede asumir las funciones que realizaba la CPU. La CPU so- lo participa al comienzo y al final de la transferencia. El controlador de DMA contiene:  Registro de datos.  Registro de dirección. Almacena la dirección de la siguiente palabra a trasmitir y, una vez transmitida, se autoincrementa.  Registro contador. Contiene el número de palabras que se tienen que quedan por transmitir. Cada vez que se transmite una palabra se autodecrementa.  Unidad de control. Comprueba el valor del registro contador y, si este vale cero, envía una interrupción a la CPU indicando el fin de la operación. 4. Procesador de E/S (PE/S): es un controlador de E/S convertido en procesador. Contie- ne un conjunto de instrucciones de E/S que le dan el control completo de la operación. En realidad, la administración de los sistemas de E/S es mucho más compleja y extensa. No es necesario profundizar más en el tema. + Info 23 PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN 2. HARDWARE DE ENTRADA. TECLADO Y RATÓN Existen muchos periféricos de entrada: micrófonos, webcam etc. pero vamos a estudiar los más importantes que son el teclado y el ratón. Muchos usuarios, acostumbrados a utilizar sistemas operativos como MS-DOS, o programas a medida donde la interfaz no hacía uso de ra- tón, utilizan las combinaciones de teclas para realizar acciones que se suelen hacer con el ratón. Anécdota 2.1. TECLADO Fuente: pxhere. Foto libre de alta resolución de máquina de escribir. Museo criptológico. National Cryptologic Museum Los teclados están basados en la máquina de escribir en la que cada tecla corresponde a uno o más caracteres. En el teclado, las teclas también pueden corresponder a funciones y órde- nes. En ocasiones puede ser necesario pulsar simultáneamente dos o más teclas. 24  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Al pulsar una tecla se cierra un conmutador que hay en el interior del teclado. Esto hace que unos circuitos codificadores generen el código de E/S correspondiente al carácter selecciona- do (según el sistema de representación). Normalmente se replica este carácter para que apa- rezca en pantalla. Según las normas ANSI (American National Standars Institute) los teclados contienen los siguientes tipos de teclas: Teclado principal: contiene los caracteres alfabéticos, numéricos y especiales. Teclas de desplazamiento: permiten realizar diversas operaciones como mover el cursor, borrar un carácter o parte de una línea. Teclas numéricas: en los teclados, las teclas correspondientes a los caracteres nu- méricos (cifras decimales), signos de operaciones básicas (+, -...) y punto decimal es- tén repetidas y posicionadas juntas a la derecha para facilitar la introducción de datos numéricos con la mano derecha. En los portátiles se suele omitir esta parte para re- ducir tamaño. Teclas de funciones: son teclas cuyas funciones son definibles por el usuario o por un programa. Teclas de funciones locales: controlan funciones propias del ordenador. Por ejem- plo, imprimir pantalla. Los teclados que se utilizan principalmente en las regiones germano hablantes utilizan una distribución QWERTZ. + Info 25 PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Tipos según su funcionamiento Según el funcionamiento, en cuanto a la pulsación de las teclas, existen dos de teclado: Mecánico. Cada tecla es un pulsador independiente. Un muelle la levanta al terminar de presionarla para que vuelva a su estado inicial. Son mucho más resistentes y dura- deros. Son recomendables en entornos de trabajo con mayor suciedad ambiental (ta- lleres, carpinterías con serrín…). Membrana. Utilizan tres capas que, al pulsar, entran en contacto. Nosotros preferimos el mecánico. Aunque a algunas personas les molesta el sonido, a nosotros nos encanta que suene cuando escri- bimos. Además, se adquiere mayor velocidad de escritura y los dedos se cansan menos (gracias al muelle de retorno). Si no tienes uno, ¡debe- El experto opina rías probarlos! Teclados de membrana Actualmente se utilizan teclados de membrana, y existen una gran cantidad de tipos, desta- camos algunos de los principales: Alfanumérico. Es el teclado estándar. Tiene las teclas especificadas por la ANSI que hemos visto anteriormente. Teclado numérico. Contiene los números, operaciones, el punto para los decimales y la tecla "Intro". Multimedia. Añade botones adicionales destinados al uso de programas multimedia (como control de volumen). Inalámbrico. No requiere cables. La conexión al ordenador se hace por bluetooth o infrarrojos. Flexible. Fabricado con silicona. Se puede doblar (o enrollar) y es resistente al agua. Teclado virtual. Este nombre se utiliza para dos tipos de teclado: El teclado que apa- rece en las pantallas táctiles para simular uno real y el proyectado, el cual utiliza sen- sores para determinar las pulsaciones sobre una proyección de un teclado (parecido a los que puedes ver en las películas de ciencia ficción como Minority Report). 26  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Braille. Teclado adaptado para el uso de invidentes. Teclado touch. Es una pantalla que muestra un teclado que puedes configurar (aña- dir teclas, etcétera). Ergonómico. Diseñado para las personas que hacen un uso extensivo del teclado. Buscan el mínimo esfuerzo y la máxima comodidad. Nosotros no recomendamos el teclado ergonómico. No está demostra- do que funcione realmente y, de todos modos, dependerá de la consti- tución física de la persona, de su postura, de sus hábitos, etcétera. Requiere de un periodo de aprendizaje y adaptación. El experto opina 2.2. RATÓN Es un dispositivo que cuenta con un mecanismo que permite detectar el movimiento en dos dimensiones (izquierda, derecha, arriba y abajo). Al desplazar el ratón sobre una superficie plana, el movimiento se refleja en la pantalla a través del puntero (una flecha). Tiene dos o más botones que nos permiten realizar determinadas acciones: Un clic. Doble clic. Arrastrar (mantener el botón pulsado mientras se mueve el ratón). Scrolling: permite mover la barra de desplazamiento vertical (por ejemplo, para mo- verse arriba y abajo en un documento de Word). La mayoría de los ratones tienen una rueda en el centro para esta misión. 27 PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Según la tecnología en que se basan, podemos definir los siguientes tipos de ratón: Mecánicos: contienen una bola de plástico que, al desplazarlo por una superficie plana, mueve dos ruedas que envían las señales para reflejar este movimiento en la pantalla. Ópticos: tienen un sensor que fotografía la superficie donde se encuentra y detecta las variaciones de posición del ratón. Láser: el funcionamiento es similar al óptico, pero en lugar de un haz de luz utiliza un láser que lo hace más sensible y preciso. También le permite detectar movimiento en superficies irregulares. Trackball: tiene una bola que se mueve con el dedo pulgar para indicar la dirección de movimiento. El dispositivo es estático (no se mueve, tan solo la bola). TouchPad: presente en la mayoría de los portátiles, permite simular el movimiento del ratón mediante una pantalla táctil por donde se deslizan los dedos. Existe una línea de investigación para sustituir el mouse por otros dispositivos como, por ejemplo, el casco neuronal que te permite mover el puntero con la mente. Nosotros hemos probado el MindWave de NeuroSky y… ¡es impre- sionante! + Info Recoge las ondas cerebrales y se asignan a distintas funciones. 28  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN 3. HARDWARE DE ALMACENAMIENTO Con periféricos de almacenamiento nos estamos refiriendo a la memoria secundaria, es decir la memoria permanente (no volátil). Vamos a ver algunos de los tipos de almacenamiento externo: Cintas magnéticas. Discos duros magnéticos. Discos ópticos. Memorias flash. Discos de estado sólido (SSD). 3.1. CINTAS MAGNÉTICAS Son dispositivos de entrada/salida de acceso secuencial, que permiten leer y escribir datos en un soporte magnético. Prácticamente no se utilizan por dos problemas principales: Son muy lentas. Al ser de acceso secuencial, no podemos intercalar información. Si se modifica parte de la información, se tiene que volver a escribir todo. Actualmente tan solo se usan para tareas de backup (copias de seguridad), dado que su coste es muy inferior al de los discos duros. Existen diversos tipos de cintas, pero la más importante es LTO (Linear Tape Open). Actual- mente van por la octava generación (LTO-8), que permite almacenar 12 Tb de forma nativa y 32 Tb utilizando software de compresión. 29 PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN 3.2. DISCOS DUROS Podemos hacer una clasificación de los discos duros basándonos en dos aspectos: Según su ubicación respecto a la conexión:  Internos: conectados en el interior del ordenado, directamente a la placa base (conexión normalmente IDE o SATA).  Externos: conectados por el exterior del ordenador, normalmente a USB. Según su arquitectura:  Discos Magnéticos (HDD).  Discos de estado sólido (SSD). 3.2.1. MAGNÉTICOS Un disco duro magnético, está formado por uno o varios platos rígidos introducidos en una caja hermética y unidos por eje común que gira a gran velocidad. Sobre cada uno de los patos, que normalmente tienen sus dos caras destinadas al almacenamiento, se sitúan sendos cabe- zales de lectura/escritura. 30  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Componentes físicos que tienen un disco duro: Componentes mecánicos:  Platos: Se guarda la información, dispuestos en forma horizontal y cada plato consta de dos caras o superficies magnetizadas, una cara superior y otra inferior. Nor- malmente son de metal, la información se guarda en celdas en donde es posible magnetizarlas de forma positiva o negativa (1 o 0).  Cabezal de lectura: Este elemento hace la función de lectura o escritura. Hay un cabezal por cada cara o superficie de plato, por tanto, si tenemos dos platos habrá cuatro cabe- zas lectoras, estas no deben hacer contacto con los platos, ya que la superficie quedaría rayada y se corromperían los datos. Se crea una fina capa de aire de unos 3mm de separación al girar los platos, impidiendo dicho contacto.  Brazo mecánico: Sujetan las cabezas lectoras, y las desplazan de forma lineal desde el interior al exterior de los platos de forma muy rápida para permitir el acceso a la informa- ción de los platos.  Motores: Hay dos motores dentro de un disco duro, uno para hacer girar los platos, (ve- locidad de entre 5000 y 7200 revoluciones por minuto (rpm)), y otro para el mo- vimiento de los brazos mecánicos. Otros componentes físicos:  Circuito electrónico: Se encarga de gestionar las funciones de posicionamiento del cabezal y la lectu- ra y escritura de este, y también de comunicar el disco duro con el resto de componentes del ordenador, traduce las posiciones de las celdas de los platos a direcciones comprensibles por la memoria RAM y CPU.  Memoria caché: Tienen un chip de memoria integrada en el circuito electrónico que hace de "puente" de intercambio de información desde los platos físicos hasta la memo- ria RAM. 31 PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN  Puertos de conexiones: En la parte trasera del disco están los conectores, el de alimentación (12v), y el del bus para conectar con la placa base (si es un disco duro IDE también tiene las ranuras de jumpers para seleccionarlo como master, esclavo o cable select). Existe una estructura física y lógica en un disco duro, en cada plato del disco duro, no se trata simplemente de grabar la información aleatoriamente, tienen su propia estructura lógica que permiten el acceso a información concreta almacenada en ellos: Pista (track): Cada una de las caras del disco se divide en anillos concéntricos, desde el interior hasta el exterior de cada cara. El borde exterior del disco duro es la pista 0. Cilindro: Es un concepto que engloba un conjunto de varias pistas. Un cilindro lo forman todas las circunferencias que están alineadas en forma vertical de cada uno de los platos y caras, (como un cilindro imaginario). Sector: Las pistas están divididas en trozos de arco llamados sectores. En estos tramos es donde se almacenan los bloques de datos. Cluster (o unidad de asignación): El clúster es la unidad más pequeña para guardar y gestionar archivos en el disco, un clúster puede contener como máximo un archivo, aunque un archivo puede (y será lo normal) estar compuesto de varios clústeres. Sector de arranque MBR (Master Boot Record): Es el 1er sector de todo el disco duro, es decir, pista 0, cilindro 0 sec- tor 1, y aquí se almacenan 2 cosas importantísimas: La tabla de particiones que contienen toda la información acerca del inicio y el final de las particiones. El programa Mester Boot, que es el encargado de leer la tabla de particiones y proporcionar el control al sector de arranque de la partición activa. De esta forma el ordenador arrancará + Info desde el sistema operativo de la partición activa. (Cuando tenemos varios sistemas operativos instalados en distintas particiones, será necesario la instalación de un gestor de arranque (bootloader) para que podamos elegir el sistema operativo que que- remos arrancar). 32  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Este tipo de soporte de almacenamiento presenta estas características principales: Es no volátil (lo guardado no se pierde al dejar de suministrar corriente). Accede de forma directa a los datos (al contrario que la cinta). Tienen gran capacidad. Su funcionamiento está basado en la grabación magnética de datos en las superficies de uno o más platos (discos) rígidos que giran sobre un eje metálico común. La grabación sobre el disco se realiza en circunferencias concéntricas denominadas pistas. Se numeran de fuera a dentro, empezando por 0. Cada pista se divide en sectores por unos ejes radiales. Los sectores se numeran en una se- cuencia única para todo el disco. En dependencia del sistema de archivo o formato (NTFS, ex- FAT, FAT32), podemos asignar los siguientes tamaños: 512, 1024, 2048, 4096 u 8192 bytes, 16, 32 o 64 kilobytes. Los sectores de las pistas exteriores tienen una longitud lineal son mayores que los de las in- teriores (dado que cada pista tiene el mismo número de sectores), por lo que la densidad de información (bits grabados por pulgada) es mayor en el interior. La cabeza de lectura/escritura se encarga de grabar y leer los datos en la superficie del disco. Hay dos tipos de cabezas: Fija. No se mueve. Necesitaremos una por cada pista de cada disco. (Sistema aban- donado). Móvil. Posee un brazo metálico que le permite posicionarse sobre la pista que vamos a utilizar. Es la más usual. Vamos a ver cómo funcionaría un disco con brazo móvil Cuando realizamos una operación de lectura o escritura, el brazo posiciona la cabeza en la pista donde se encuentra el sector que queremos leer y espera a que el sector en cuestión se posicione debajo de la cabeza (dado que los discos van girando). 33 PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Por lo tanto, en la lectura o escritura de datos, debemos considerar tres tiempos distintos: Tiempo de búsqueda: tiempo que tarda la cabeza en posicionarse sobre la pista o ci- lindro en cuestión. Tiempo de espera (o latencia rotacional): tiempo que tarda el sector en posicionarse debajo de la cabeza debido al giro de los discos. Tiempo de lectura o escritura: tiempo que tarda en leer o escribir un número de- terminado de bytes. De estos derivan el tiempo de acceso. Es el tiempo que tarda la cabeza en posicionarse sobre el sector y equivale a la suma del tiempo de búsqueda y el tiempo de espera. Hay que tener en cuenta los siguientes conceptos: Sectorización hardware o física. Los platos de discos suelen tener una o varias referencias físicas (orificios o muescas) para poder identificar los sectores y pistas del plato. Sectorización software o lógica. Antes de utilizar un disco debemos darle formato. Al formatear un disco se definen por software las pistas y sectores que pueden no coincidir con los sectores hardware. Detecta y elimina las zonas de disco dañadas. Hay distintas formas de formateas un disco, y distintos formatos: FAT32, NTFS, exFAT, que ve- remos un poco más adelante. Prestaciones de los discos duros Para medir las prestaciones de los discos duros se utilizan los siguientes parámetros: Capacidad. Cantidad de información que se puede grabar. Hoy en día se mide en terabytes. Tiempo medio de acceso (TMA). Es uno de los más importantes. Es el tiempo medio de búsqueda y posicionamiento de las cabezas del disco duro en un cilindro (o pista) determinado. Tenemos que me- dir el tiempo medio, ya que el acceso a cada pista tarda un tiempo diferente. 34  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Velocidad de rotación. Es la velocidad a la que giran los platos. Se mide en r. p. m. (revoluciones por minuto). A mayor velocidad, mayor tasa de transferencia, pero también mayor ruido y calenta- miento. Velocidad de transferencia de datos (data transfer rate). Cantidad máxima de información que se transfiere por unidad de tiempo. Posicionamiento pista a pista (TMB). Tiempo medio que tardan las cabezas en cambiar de un cilindro a otro contiguo. Tiempo medio entre fallos (MTBF o Mean Time Between Failure). Es la medida del tiempo que transcurre desde que se produce un fallo hasta que se produce otro fallo. Memoria caché (buffer). Es una memoria situada en la controladora del disco. Todos los datos que se leen y escriben a disco duro se almacenan primeramente en el buffer. Tamaño. Hay dos tamaños principales: 3,5 pulgadas y 2,5 pulgadas. Los primeros se utilizan co- mo discos internos mientras que los segundos se suelen utilizar como discos externos (aunque pueden utilizarse como discos internos en portátiles para ahorrar espacio). Interfaces del disco duro Los discos duros internos utilizan varios tipos de interfaces para conectarse al ordenador: ATA (IDE): El estándar ATA (Advanced Technology Attachment) es una interfaz estándar que permite conectar distintos periféricos de almacenamiento al ordenador. Es más conocido por su término comercial IDE (Integrated Drive Electronics) o IDE mejorado (E-IDE). Se desarrolló una extensión llamada ATAPI (ATA Packet Interface) que permite conectar periféricos de almacenamiento como lectores/grabadores de CD o DVD. En ocasiones se le ha denominado P-ATA (Parallel ATA) para diferenciarlo del estándar Serial ATA (SATA). El estándar ATA permite conectar periféricos de almacenamiento de manera directa con la placa madre mediante un cable de 40 u 80 hilos con tres conectores (1 a la placa y 2 para dispositivos). Uno de los dispositivos se establecerá como maestro y el otro como esclavo. Permite 2 canales, por lo que se podrá tener un máximo de 4 dispositivos. 35 PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN El último modelo, el ATA-4 (también denominado Ultra-ATA/33, UDMA 33 o Ultra DMA 133), tiene una velocidad de transferencia de 133 MB/s. SATA. Sustituye a la anterior para discos rígidos y dispositivos ópticos. El estándar Serial ATA pueden conseguir velocidades de:  1,5 Gb/s (187,5 MB/s). Dato que cada octeto se envía con 1 bit de arranque y otro de parada, la velocidad efectiva sería 150 MB/s.  3 Gb/s (375 MB/s). Velocidad efectiva de 300 MB/s.  6 Gb/s (750 MB/s). Velocidad efectiva de 600 MB/s. Los cables SATA utilizan siete hilos y conectan un solo dispositivo por cable. Los dis- positivos SATA permiten la conexión en caliente (sin apagar el equipo). ATA es una versión avanzada de la tecnología IDE. Pero tradicional- mente se le ha seguido llaman dos discos IDE a los discos ATA. Los discos ATA pueden ser P-ATA que son la versión que todo el mundo llama IDE. + Info Y los S-ATA que es la última versión con la que estamos trabajando y que ha dejado obsoleta a la P-ATA (o IDE). Evolución de Tecnología de discos duros 36  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN SCSI. El interfaz SCSI (Small Computers System Interface) permite la conexión de distintos ti- pos de periféricos a un ordenador mediante una tarjeta denominada adaptador o controladora SCSI o controlador SCSI. El número de periféricos que se pueden conectar depende del ancho del bus SCSI. El estándar SCSI-3 permite conectar 32 dispositivos (31 más la controladora SCSI) y tiene una velocidad máxima de 640 MB/s en modo Ultra-640. SAS (Serial attached SCSI). Es la evolución de SCSI. Tiene velocidades similares a SATA, es compatible con este y permite conectar hasta 16.384 dispositivos SAS manteniendo el rendimiento y la fiabi- lidad. Además, al contrario que SCSI, permite la conexión en caliente. También tenemos los discos duros externos que normalmente se conectan a puerto USB, o Firewire. 3.2.2. DISCOS DE ESTADO SÓLIDO (SSD) Una unidad SSD es un sistema de almacenamiento de información que usa memoria de tipo flash. Al igual que los tradicionales discos magnéticos se componen de interfaz, controladora, me- moria cache y otras partes. Quizás la parte que actualmente marca la diferencia, es el controlador, es la parte que los fa- bricantes personalizan con diferentes niveles de software para mejorar en velocidad, durabili- dad y seguridad, frente a la competencia. Tipos de SSD según su conexión física Los dos tipos de SSD, más usadas a principios del 2022, según su conexión física, son la SATA y la PCIe: SATA en su versión 3 nos permite un ancho de banda de 600 MB/s por canal. PCIe Gen 4 admite hasta 2000 MB/s, siendo claramente más rápida y la que (a fecha actual) está imponiéndose en el mercado. 37 PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Protocolos En Los discos SSD podemos encontrarnos con el veterano AHCI (Advanced Host Controller Interface) heredado de los discos duros clásicos y utilizado en la interface SATA. O con el NVMe, diseñado para las unidades SSD. El NVMe, que ha sido creado pensando en el modo de funcionamiento de una unidad SSD tiene una abismal diferencia de funcionamiento. Por ejemplo, admite IOPs de más de un millón frente al límite de 100.000 IOPs de las unidades AHCI. IOPS son las siglas de Inputs Outputs Per Second (Entradas Salidas Por Segundo). Es un método común para medir el rendimiento de los discos duros, como SATA, SAS y SSD. + Info Formas y tamaños Podemos encontrar con interface SATA diversos tamaños, 3.5, 2.5 y 1.8 pulgadas, aunque en la actualidad la inmensa mayoría son de 2.5 y 7mm de ancho (Aunque también los hay de 9,5mm). También existe una versión mSATA, abandonada al salir el formato M.2, que es que está lle- vándose la parte del león en el actual mercado. El formato M.2 está disponible para conexiones SATA y PCIe. Actualmente sus especificaciones (ejem. 2280) especifican su tamaño ancho x largo (en el ejemplo seria 22mm de ancho por 80mm de largo). 38  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Tecnologías de fabricación La mayoría de unidades SSD basan su funcionamiento en una arquitectura construida con puertas NAND. La clasificación principal es en función de los bits que cada celda de esa memoria flash pueda almacenar. Actualmente los principales tipos son: SLC (Single Level Cell): solo son capaces de almacenar un bit de información por celda, pudiendo escribir en ellos dos estados (0 o 1). Son las más rápidas debido a que solo hay que comprobar dos situaciones, además de las más duraderas (hay que comprobar menos veces cada celda), pero el precio del GB es el más alto al requerir más elementos para almacenar la misma información. MLC (Multi-Level Cell): ya poseen dos bits por celda, por lo que podemos almacenar más información, perdiendo velocidad y vida útil. TLC (Triple Level Cell): con tres bits por celda, admiten mucha capacidad de almace- namiento con menos requerimiento de componentes y por ello de espacio, perdien- do velocidad y vida útil. QLC (Quad Level Cell): los más económicos de todos al usar cuatro bits de informa- ción por cada celda, lo que permite tener grandes capacidades de almacenamiento, pero a costa de ser los más lentos y con menor vida útil. Conforme aumenta la cantidad de bits que se pueden almacenar por celda, la corrupción de datos se incrementa y por ello los fabricantes deben integrar mejores y más precisos meca- nismos de corrección de errores, los cuales se incluyen en el controlador. Esos mecanismos se encargan, entre otros menesteres, de detectar las celdas que por des- gaste ya no son fiables a la hora de almacenar la información. Con el tiempo, si la unidad SSD es muy propensa a esos errores, esas celdas se irán perdiendo y con ello la capacidad de al- macenamiento de la unidad SSD. Por tanto, dependiendo del uso al que vallamos a someter a la unidad SSD, deberemos elegir entre los diferentes tipos, lo que a su vez y junto con la calidad, nos marcara el precio de nues- tra unidad. 39 PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Evolución Para conseguir mejoras en el rendimiento de las memorias basadas en NAND, los fabricantes utilizan combinaciones y sistemas híbridos para diseñar las nuevas memorias. También hay avances en el diseño de las celdas, como ocurre con las unidades de tipo SSD 3D NAND y V-NAND. En su diseño más básico, una memoria NAND contienen una sola capa de celdas de memoria. Con avances en la fabricación se han ido reduciendo el tamaño de esas celdas y con ello au- mentado la capacidad de almacenamiento en el mismo espacio. Pero esto conlleva mayores riesgos de interferencias eléctricas y una menor resistencia a procesos de escritura/lectura. Para solucionarlo, la industria construye unidades SSD con apilamiento de las celdas en múlti- ples capas. Ese diseño vertical admite más densidad de celdas al tiempo que hay una separación entre celdas mayor, aunando las ventajas de una alta densidad de celdas al tiempo que se minimi- zan los inconvenientes e incrementan prestaciones. 3D NAND: Se trata de una tecnología donde las celdas se apilan también verticalmente (3D) y no solo a lo largo y ancho (2D), lo cual permite hacer las celdas más grandes y, por lo tan- to, mejor aisladas. La primera memoria flash 3D NAND fue de Samsung y se llamaba V-NAND:  3D V-NAND. Las memorias V-NAND, o 3D V-NAND son la una evolución de la tecnología NAND donde se apilan verticalmente (de aquí la V de V-NAND) las celdas de memoria NAND. Debido al cambio en la disposición vertical de las células, estas unidades SSD son más densas, tienen un coste de producción más bajo y consumen la mitad de energía, también son el doble de rápidas y tienen una duración unas diez ve- ces mayor que las memorias NAND normales. 40  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Funcionamiento La cantidad mínima de información que se puede leer o escribir no es la de una celda, ni la de la agrupación de éstas en palabras, sino que son las páginas, las cuales se agrupan a su vez en bloques. En el momento en que la información de una página debe cambiar, ésta se copia a otra del mismo bloque que esté vacía o libre, y a la primera el sistema le coloca un marcador para que pueda ser borrada. Cuando se necesita esa página de nuevo porque no queda ninguna sin usar, se procede a su borrado. La operación de borrado se realiza a nivel de bloque, lo que supone que, si necesitamos bo- rrar alguna página de un bloque, previamente hay que mover todas las páginas en uso de ese bloque a uno vacío. Esta forma de gestionar la información provoca que con el tiempo y a mayor información al- macenada, los SSD empeoren en su rendimiento, y para evitar que esto suceda y la velocidad de escritura/lectura siga siendo alta, los controladores son clave en todo el proceso. La denominada "recolección de elementos no utilizados o basura", es una especie de manteni- miento que se suele realizar cuando el SSD no está en uso intensivo, y en el que el controlador, de forma periódica, copia todos los datos válidos de una página en uso y los pasa a páginas va- cías de otro bloque, de esta forma, ya se puede realizar el borrado de las celdas del bloque ac- tual y dejarlo preparado para que cuando sea necesario, el SSD pueda escribir nuevos datos. Todo ese proceso de borrado conlleva un desgaste de los transistores, el cual puede llegar un momento en que el controlador los deje marcados como no válidos para almacenar informa- ción. Ese proceso se denomina P/E (Program/Erase) y es lo que marca la durabilidad de un SSD. El ciclo de vida de un disco SSD se puede indicar en ciclos de P/E o en información total que se puede escribir en el SSD antes de que comiencen a aparecer errores. La unidad es TW (TeraBytes Written). Otra medida de la fiabilidad de un disco SSD es MTBF (Mean Time Between Failures), que cambia el valor de fiabilidad a tiempo en vez de a cantidad de información que puede escribir. 41 PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Memoria cache Una de las tecnologías usadas se denomina Wear Leveling. Está gestionada plenamente por el controlador y básicamente consiste en hacer un reparto equitativo de la información en todas las celdas de las memorias flash, para evitar excesos de procesos de borrado/escritura en algunas celdas concretas. Ahora bien, para no ralentizar el funcionamiento de un SSD, las peticiones de direcciones LBA del sistema operativo al SSD deben agilizarse, para lo que es necesario que el controlador del SSD conozca en todo momento qué información está en qué bloque y cuáles son sus movi- mientos por el Wear Leveling. Para conseguirlo, la controladora gestiona una base de datos con esa información, denomina- da Flash Translation Layer (FTL), que debe ser accesible a más velocidad que a la memoria NAND de las celdas, es la caché de un SSD, y se construye con memoria de tipo DRAM. Si un disco SSD carece de caché DRAM, será más económica pero su funcionamiento estará alejado de lo ideal. 3.2.3. COMPARATIVA DISCOS HDD Y SSD Los HDD tienen un factor más alto de averías por desgaste de los motores de rotación o de los cabezales, cosa que no ocurre en los SSD que no tienen partes móviles, y al no tenerlas, la latencia se elimina, por lo que son más rápidos, el acceso a los datos es instantáneo. El riesgo de fallo de los SSD, es el propio uso de ellos, tienen un número limita-do de ciclos de escritura-borrado de cada celda (la lectura no afecta), cuando se llega a ese límite, puede co- menzar a fallar o volverse inservible. Sin embargo, hoy en día, ese número de ciclos es tan ele- vado que un usuario doméstico es muy difícil que lo alcance, en caso de que ocurriera, el tiempo transcurrido sería equiparable al desgaste físico de un disco HDD. 42  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN 3.2.4. FORMATEAR DISCOS DUROS. (SECTORIZACIÓN) Para poder utilizar cualquier tipo de dispositivo de almacenamiento externo: discos duros magnéticos, Discos SSD, memoria USB, tarjeta SD, debemos "formatearlos", es decir, indicar un sistema de archivos. Si no están "formateados", no podemos utilizarlos. Su estructura lógica debe tener un formato para que el sistema operativo sea capaz de comprender su estructura y de trabajar con ella. El sistema operativo no nos indica las diferencias entre ellos. Un sistema de archivos es un método que almacena y organiza los datos contenidos en los archivos informáticos y mantiene la ubicación física para que fácilmente se puedan encontrar y acceder a los archivos en el futuro. Existen varios tipos de formato diferentes en Windows, concretamente, podemos elegir entre 3 tipos de formatos diferentes: FAT, NTFS y ExFAT, veamos cómo de elegir el formato adecuado. 3.2.4.1. FAT FAT, del inglés File Allocation Table, traducido como Tabla de asignación de archivos, es un sistema de archivos desarrollado para MS-DOS, que paso a ser también el sistema de archivos principal de las ediciones de Microsoft Windows hasta Windows Me. Las implementaciones más extendidas de FAT tienen algunas desventajas., cono son: Cuando se borran y se escriben nuevos archivos tiende a dejar fragmentos dispersos de estos por todo el soporte. Con el tiempo, esto hace que el proceso de lectura o escritura sea cada vez más lento. Para solucionar este problema, se realizaba el proceso denominado desfragmenta- ción, pero que al ser muy lento, hacía incomodo su uso regular para mantener el sis- tema de archivos en condiciones óptimas. FAT no fue diseñado para ser redundante ante fallos. Inicialmente solamente soportaba nombres cortos de archivo. Soportaba ocho caracteres para el nombre más tres para la extensión. 43 PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Indicamos algunas características de las distintas implementaciones de FAT: Fat12 Totalmente en desuso. Fue la versión inicial de FAT (ahora conocida como FAT12), sus limitaciones eran: No soporta anidación de carpeta. Las direcciones de bloque solamente contienen 12 bits. El tamaño del disco se almacena como una cuenta de 16 bits expresada en sectores, lo que limita el espacio manejable a 32 megabytes. FAT16 Totalmente en desuso. El límite era de 2 gigabytes de almacenamiento. El tamaño de la partición estaba limitado por la cuenta de sectores por clúster, que era de 8 bits, lo que obligaba a usar clusters de 32 Kbytes con los usuales 512 bytes por sector. Volúmenes FAT16 mayores de 2 GB no son accesibles desde equipos con otros sistemas operativos MS-DOS, Windows 95, Windows 98, Windows Millennium Edition (Me). Esta limitación se debe a que estos sistemas operativos no son com- patibles con tamaños de cluster mayores de 32 KB, lo que resulta en + Info límite de 2 GB. 44  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN FAT32 Es el sistema más antiguo compatible, pero tiene limitaciones, se incorporó en Windows 95 y sustituyo al formato FAT16, aunque con limitaciones. El tamaño del disco se almacena como una cuenta de 16 bits expresada en sectores, lo que limita el espacio manejable a 32 megabytes. Ventajas: prácticamente cualquier dispositivo va a ser compatible con él, este forma- to va a poder leerlo dispositivos como un televisor, un móvil o una videoconsola, que en cambio a lo mejor no reconocerían el formato NTFS. Limitación: no puede almacenar archivos de más de 4 GB. Actualmente archivos de vídeo o proyectos de ediciones fotográficas como los álbumes fotográficos ocupan más de 4 Gb habitualmente. Tampoco podemos creas particiones en FAT32 mayores de 8 TB. FAT32 es ideal para memorias externas donde no vamos a guardar archivos mayores de 4GB, y queramos que sean compatibles con la mayoría de todo tipo de dispositivos. El experto opina 3.2.4.2. NTFS Es el más avanzado, aunque incompatible con muchos sistemas. Este formato es el sucesor de FAT32, desarrollado por Microsoft. NTFS elimina las dos limita- ciones de FAT32 (los 4GB y los 8TB). Este formato de archivos también incluye una serie de novedades y mejoras necesarias para que los sistemas operativos modernos puedan funcio- nar sin problema y, sobre todo, en temas de seguridad, entre otras: Ventajas: A nivel lógico NTFS es un sistema de archivos muy avanzado y prácticamente sin limi- taciones. 45 PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Ofrece la posibilidad de configurar permisos de archivo, puede crear y guardar un diario de cambios que nos pueden ayudar a recuperar datos rápidamente si hay erro- res o el ordenador se bloquea. Admite cifrado de archivos. Inconvenientes: La compatibilidad. Todos los S.O. modernos de Windows funcionan con NTFS, pero, si vamos a utilizar otros como Mac OS X o Linux es posible que tengamos dificultad para leer y, sobre todo, escribir datos en estas unidades, (excepto si utilizamos algún software de terce- ros). En muchos casos no podremos utilizar este formato en móviles, televisores, re- productores multimedia, etc.). NTFS, es el mejor formato para trabajar con discos duros internos dónde tengamos instalado el Sistema Operativo Windows, y/o como dispositivo de almacenamiento de información. El experto opina 3.2.4.3. exFAT exFAT, siglas de Extended File Allocation Table, tabla extendida de asignación de archivos), también conocido como FAT 64, es un sistema de archivos, patentado y privativo de Microsoft, especialmente optimizado para memorias flash presentado con Windows CE (Windows Em- bedded CE 6.0). exFAT apareció en 2006 y se introdujo en la mayoría de los sistemas operativos modernos, incluido Windows XP. Está pensado para unidades flash, no tiene las características de seguri- dad de NTFS, pero tampoco las limitaciones de FAT32 (4GB por archivo y 8 TB de tamaño má- ximo de partición). Todos los sistemas operativos de PC (Windows, Mac y Linux (aunque en este es posible que tengamos que instalar algunas librerías)) son compatibles de forma nativa con exFAT, al con- trario que con NTFS. 46  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN exFAT es compatible con un gran número de dispositivos tipo televisiones, reproductores mul- timedia, videoconsolas, etc., aunque es tan compatible como FAT32. El límite máximo de tamaño de archivo de exFAT es 16EiB (Exbibyte). Ventajas: Mejoras en el rendimiento de la asignación de espacio libre (gracias a la introducción de un free space bitmap, utilizado para rastrear sectores asignados por algunos sistemas de archivo). Soporte para listas de control de acceso. + Info Multiplataforma, tanto Mac OS X como Microsoft Windows so- portan lectura y escritura de forma nativa. Al igual que NTFS, exFAT puede preasignar espacio en disco para un archivo simplemente marcando el espacio arbitrario en el disco como 'asignado'. exFAT y el resto de la familia de sistemas de archivos FAT no utiliza índices para nombres de archivos, a diferencia de NTFS y ext que utilizan árboles para la búsqueda de archivos. Cuando se accede a un archivo, el directorio debe buscarse secuencialmente hasta que se encuentre una coincidencia. exFAT, lo recomendamos para unidades externas (USB o SD) donde vayamos a guardar archivos de más de 4 GB y que queramos que sea compatible con el mayor número de dispositivos posibles. Si no vamos a guardar archivos de más de 4 GB mejor utilizamos El experto opina FAT32. 47 PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Para que haya una Interoperabilidad, Microsoft provee medios para convertir particiones FAT32 a NTFS, pero no en sentido contrario, (NTFS a FAT32). Partition Magic de Symantec y el proyecto de código abierto NTFSResize son ambos capaces de redimensionar particiones NTFS. Con la herramienta convert incluida en los sistemas NT (Windows NT en adelante), se puede cambiar un disco con sistema de ficheros FAT32 a NTFS sin perder ningún dato con la instrucción "convert [unidad]:/fs:ntfs" Por razones históricas, absolutamente todas las versiones de Windows que todavía no soportan NTFS almacenan internamente la fecha y hora como hora local, y conse- cuentemente los sistemas de ficheros correspondientes a esas versiones de Win- dows, también tratan la hora localmente. Sin embargo, Windows NT y sus sucesores almacenan la hora en formato GMT/UTC, y hacen las conversiones apropiadas en el momento de mostrar las fechas. De este modo, al copiar archivos entre un volumen NTFS y uno no NTFS, deben hacerse las conversiones "al vuelo", lo que puede originar ambigüedades si el horario de verano está activo en la copia de unos archivos y no en el de otros, pudiendo dar lugar a fi- cheros cuya marca de hora esté una hora desplazada. MacOS X provee soporte de sólo lectura a particiones formateadas como NTFS. NTFS-3G es una utilidad de licencia GPL que permite lectura y escritura en particiones NTFS. Los desarrolladores de NTFS-3G también proveen una versión comercial y de alto rendimiento denominada Tuxera NTFS para Mac. Sistemas de archivos desarrollados por Apple son: MFS, HSF, HSF+, Mac OS Plus, APFS. El formato que utiliza Linux es Ext, acrónimo de Extended File Sys- tem. Existen diferentes versiones según la distribución del sistema operativo. Ha sido re-emplazado por reemplazado por ext2, ext3 y + Info ext4, que es llamado fourth extended filesystem o "cuarto sistema de archivos extendido". 48  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN 3.3. DISCOS ÓPTICOS Un sistema de almacenamiento óptico utiliza un haz láser que explora las variaciones de dos estados de reflexión sobre una superficie especial. Existen distintas tecnologías que llevan a cabo estas operaciones. Los datos, con formato digital, se escriben en discos mediante creación de microsurcos en la superficie del disco. La información codificada en los surcos se puede leer detectando, me- diante un fotodetector incorporado al haz láser, los cambios en la reflexión del elemento de superficie iluminado por el láser. La luz se dirige mediante una lente. Los principales formatos de los soportes ópticos son los discos compactos (CD), los discos versátiles digitales (DVD) y los discos Blu-ray (BD). Las diferencias entre estos formatos son la velocidad de transferencia y la capacidad (CD menor y BD mayor). También presentan varia- ciones en la tecnología utilizada para leer y escribir datos. Blu-ray se desarrolló para vídeo de alta definición, aunque en la actualidad, su uso más exten- dido es como soporte para los juegos de videoconsolas como PS4 y Xbox One. El HD DVD de Toshiba era el competidor de Blu-ray, pero este pro- yecto se abandonó. + Info 3.4. MEMORIAS FLASH La memoria flash está basada en semiconductores. Es regrabable y no volátil. Por lo tanto, posee muchas de las características de la memoria RAM y tiene la ventaja de que sus datos no se eliminan al desenchufarlo. Debido a su alta velocidad, durabilidad y bajo consumo de energía, la memoria flash resulta ideal para muchos usos, como por ejemplo en cámaras digitales, tablets y teléfonos móviles. 49 PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Al no tener partes móviles, son resistentes a golpes. Algunos ordenadores, especialmente los portátiles, incorporan lector para estos dispositivos, y también existen lectores externos que se conectan al ordenador mediante puerto USB. Según su formato físico y uso, podemos dividirlas en dos: Pendrive. Son dispositivos pensados para ser usados como discos duros portátiles. Llevan una memoria flash en su interior y un conector USB que nos permite conectar- los directamente al ordenador. Tarjetas de memoria. Son incompatibles entre sí. Algunos tipos son:  SD. Son las más utilizadas. Las tarjetas micro-SD han tenido una gran aceptación utilizándose como memoria en la mayoría de los teléfonos (Smartphone). Tienen buena relación capacidad-precio.  Compact Flash (CF). Era la memoria más común.  Multimedia Card (MMC). Son pequeñas, pero poco resistentes.  XD. Se emplean en cámaras fotográficas Fuji y Olimpus.  Memory Stick. Es de SONY y la utilizan en su consola PSP. Smart Media. También conocidas como Solid State Flash Digital Card (SSFDC). Parecidas a las tarjetas compact flash, pero más finas 50  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN 4. SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO Los sistemas de almacenamiento informático, son elementos, dispositivos, etc., capaces de almacenar información. Puesto que almacenan miles de datos con gran valor, una buena ges- tión de los mismos es esencial. Se estima que el incremento de la información guardada de año en año, crece entre un 50% y un 100%. En una primera división de los tipos de datos, podemos diferenciar estos entre "estructura- dos" y "no estructurados". Estructurados: Cuando hablamos de datos estructurados nos referimos a la información que se sue- le encontrar en la mayoría de bases de datos. Son archivos de tipo texto que se sue- len mostrar en filas y columnas con títulos. Son datos que pueden ser ordenados y procesados fácilmente por todas las herramientas de minería de datos. No estructurados: Los datos no estructurados, generalmente son datos binarios que no tienen estructu- ra interna identificable. Es un conglomerado masivo y desorganizado de varios obje- tos que no tienen valor hasta que se identifican y almacenan de manera organizada (correos, audio, documentos de texto, etc.). Gestión de almacenamiento Todos los procesos informáticos generan datos que en muchos casos hay que guardar y ga- rantizar su integridad. La "Gestión de almacenamiento" es la infraestructura necesaria para asegurar esta información, incluyendo las decisiones necesarias para la optimización de los recursos disponibles. 51 PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN A la hora de tomar las medidas adecuadas, debemos tener en cuenta: La capacidad: Consiste en proporcionar el suficiente almacenamiento dentro de unos costes razo- nables. Se debe saber planificar no solo la capacidad necesaria actualmente sino te- ner en cuenta las expectativas de crecimiento. El rendimiento: A la hora de planificar los sistemas de almacenamiento hay que tener en cuenta va- rios parámetros, por ejemplo: no usaremos los mismos dispositivos para almacena- miento de información histórica que para datos de uso inmediato. La fiabilidad: El almacenamiento y sus datos deben estar disponibles cuando se necesiten. El sis- tema tiene que ser "tolerante al fallo", es decir, tiene que seguir suministrando la in- formación solicitada, aunque alguno de sus componentes esté en "fallo". La recuperabilidad: Los datos pueden ser alterados, dañados y borrados resultar inaccesibles. Se deben tener mecanismos para poder recuperarlos. Las copias de seguridad o backup pue- den ser de los siguientes tipos:  Copia de seguridad física completa: Requieren la parada completa del sistema al cual se le quiera aplicar la copia de seguridad.  Copia de seguridad física incremental: Requieren la parada completa del sistema al cual se le quiera aplicar la copia de seguridad, pero durante un menor lapso de tiempo.  Copia de seguridad física online: Las bases de datos pueden permanecer abiertas a los usuarios durante el pro- ceso de copia de seguridad y la recuperación se puede lograr de nuevo a la úl- tima transacción procesada.  Copia de seguridad lógica (exportado de archivos): Menos complicadas que las anteriores, pero consumen más tiempo. Permiten aplicaciones 24/7 y las bases de datos pueden permanecer online. En este apartado vamos a estudiar distintos sistemas de almacenamiento 52  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN 4.1. TIPOS DE ALMACENAMIENTO: DAS, NAS, SAN NAS (Network Attached Storage), SAN (storage area network) y DAS (Direct Attached Storage) son tres modos de almacenamiento muy utilizados en la actualidad. Vamos a darles un repaso rápido para saber diferenciarlas y para qué debemos utilizar cada una. 4.1.1. DAS (DIRECT-ATTACHED STORAGE) Son dispositivos de almacenamiento conectados a las maquinas directamente (por ejemplo, discos duros). Está basado en Tecnologías SCSI (Small Computers System Interface), FC (Fiber Channel), SATA e IDE. Tradicionalmente un sistema DAS habilita capacidad extra de almacenamiento a un servidor, mientras mantiene alto ancho de banda y tasas de acceso. Un típico sistema DAS está hecho de uno o más dispositivos de almacenamiento como discos rígidos, y uno o más controladores. Este tipo de Almacenamiento tiene los siguientes inconvenientes: Dispersión del Almacenamiento que dificultad la gestión de copias de seguridad. Mantenimiento complejo. Incapacidad para compartir datos o recursos no usados con otros servidores. 4.1.2. NAS (NETWORK-ATTACHED STORAGE) Fuente: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gnome-dev-network.svg 53 PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Es una tecnología de almacenamiento dedicada a compartir la capacidad de almacenamiento del dispositivo con ordenadores o servidores clientes a través de una red (normalmente TCP/IP). Hace uso de un sistema operativo optimizado para dar acceso con los protocolos CIFS, NFS, FTP o TFTP. Los sistemas NAS son dispositivos específicos de almacenamiento. Algunos tienen más de un disco que pueden configurarse en RAID. Los principales protocolos que vamos a ver son NFS y SMB. 4.1.2.1. NFS NFS, siglas de Network File System Es un protocolo de red del sistema de archivos distribuidos que permite a la unidad NAS com- partir directorios y archivos a través de una red. Como ocurre con los SMB, NFS da acceso en el nivel de los archivos a los usuarios y los programas. NFS tiene una amplia difusión para albergar los almacenes de datos de VMWare o compartir carpetas de red en un entorno de Linux/UNIX. Cuando se activa el servicio NFS en un recurso compartido, puede acceder a este mediante la ruta siguiente: [NOMBRE DE NAS o DIRECCIÓN IP]:/shares/SHARE_NAM 4.1.2.2. SMB SMB, siglas de Server Message Block 54  PERIFÉRICOS: CONECTIVIDAD Y ADMINISTRACIÓN Es un protocolo de red cliente-servidor que controla el acceso a archivos y directorios enteros, así como a otros recurs