Almacenamiento de datos

ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR
Y SISTEMAS OPERATIVOS
Almacenamiento de Datos
Universidad Nacional de Ingeniería
Eric José Jara Palacios

Ferromagnéticos
Almacenamiento de datos

Ferromagnéticos
■ El ferromagnetismo es un fenómeno físico en el que se produce ordenamiento magnético de todos
los momentos magnéticos de una muestra, en la misma dirección y sentido. Un material
ferromagnético es aquel que puede presentar ferromagnetismo. La interacción ferromagnética es
la interacción magnética que hace que los polos magnéticos tiendan a disponerse en la misma
dirección y sentido. Ha de extenderse por todo un sólido para alcanzar el ferromagnetismo. Los
ferromagnetos están divididos en dominios magnéticos, separados por superficies conocidas
como paredes de Bloch. En cada uno de estos dominios, todos los momentos magnéticos están
alineados.

Ferromagnéticos
■ El magnetismo juega un papel fundamental en la computación moderna, siendo la
herramienta con la que los discos duros leen y escriben bits. Ahora, el grupo
MAGNETRANS de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) ha logrado unir un material
ferromagnético a un superconductor, demostrando nuevas configuraciones magnéticas
que abren la puerta a nuevas aplicaciones en computación y electrónica.

Ferromagnéticos : materiales
En los materiales conductores no ferromagnéticos como
el cobre, aluminio, estaño y sus aleaciones, la
permeabilidad es similar a la del aire para intensidades
de campo continuas.
Para los materiales ferromagnéticos (hierro y
derivados), la permeabilidad alcanza valores
mayores que en el resto hasta cuatro ordenes de
magnitud. Esto les convierte en materiales idóneos
para obtener campos intensos con corrientes bajas.

Ferromagnéticos: propiedades
■ Aparece una gran inducción magnética al aplicarle un campo magnético.
■ Permiten concentrar con facilidad líneas de campo magnético, acumulando densidad de flujo
magnético elevado.
■ Se utilizan estos materiales para delimitar y dirigir a los campos magnéticos en trayectorias bien
definidas.
■ Permite que las maquinas eléctricas tengan volúmenes razonables y costos menos excesivos.

Ferromagnéticos: características
■ Pueden imantarse fácilmente con los demás materiales por la permeabilidad relativa 𝜇𝑟=
𝜇
𝜇0
.
■ Tienen una inducción magnética intrínseca máxima Bmax muy elevada.
■ Se imanan con una facilidad muy diferente según sea el valor del campo magnético. Este atributo lleva
una relación no lineal entre los módulos de inducción magnética(B) y campo magnético.
■ Conservan la imanación cuando se suprime el campo.
■ Tienden a oponerse a la inversión del sentido de la imanación una vez imanados.
■ Un aumento del campo magnético les origina una variación de flujo diferente de la variación que
originaria una disminución igual de campo magnético. Este atributo indica que las relaciones que
expresan la inducción magnética y la permeabilidad (m ) como funciones del campo magnético, no son
lineales ni uniformes.

Ferromagnéticos: caso práctico
■ En una película delgada magnética de un
disco duro, donde un pequeño campo guía
magnético activará un cambio del momento
ferromagnético al estado opuesto a través
de la luz.
■ No requiere instrumentación láser de alta
potencia o femtosegundo, lo que, además
de la complejidad de las técnicas, plantea el
problema de la estabilidad por fotoquímica y
fatiga provenientes de la alta intensidad y
los rápidos ciclos térmicos locales del
material.
En la oscuridad (a), la alineación de espín corresponde a una orientación dada del
momento magnético en el estado FM, que representa un bit. En la iluminación (b), la
orden FM se derrite y un pequeño campo magnético del cabezal de escritura
establecerá la orientación del momento magnético una vez que se apague la luz (c).

Ferromagnéticos: caso práctico
■ El método solo necesita una fuente de luz
visible de baja potencia, que proporcione
conmutación isotérmica y un pequeño
campo guía magnético para compensar en
exceso el campo de dispersión de los bits
vecinos. Aunque este es un método simple
y elegante para el almacenamiento de
datos magnéticos, nunca se ha discutido
en la literatura, porque no se han
desarrollado materiales fotovoltaicos
magnéticos.
En la oscuridad (a), la alineación de espín corresponde a una orientación dada del
momento magnético en el estado FM, que representa un bit. En la iluminación (b), la
orden FM se derrite y un pequeño campo magnético del cabezal de escritura
establecerá la orientación del momento magnético una vez que se apague la luz (c).

Ferromagnéticos
■ Cabeza para escribir y leer datos en la superficie ferromagnética del disco duro. la parte del equipo
que ven aquí es simplemente su memoria para almacenar datos .

Semiconductores

Semiconductores
■ Una memoria de semiconductor es un dispositivo electrónico digital de almacenamiento de datos,
a menudo utilizada como memoria de ordenador, implementado con dispositivos electrónicos
semiconductores en un circuito integrado (IC).
■ Por lo general, se refiere a la memoria MOS , donde los datos se almacenan dentro de celdas de
memoria de metal-óxido-semiconductor (MOS) en un chip de memoria de circuito integrado de
silicio.

Semiconductores: caso práctico
■ Unidad de estado sólido (Solid State Drive, SSD) es un dispositivo de almacenamiento de datos
hecho con componentes semiconductores electrónicos. No tienen partes móviles y utilizan
memoria Flash, que es similar a la tecnología que se emplea en dispositivos de almacenamiento
portátiles USB. Se tratan, por tanto, de memoria de almacenamiento no volátil.

Ópticas

Ópticas
■ Las unidades de discos ópticos son una parte integrante de los aparatos de consumo autónomos
como los reproductores de CD, reproductores de DVD y grabadoras de DVD. También son usados
muy comúnmente en las computadoras para leer software y medios de consumo distribuidos en
formato de disco, y para grabar discos para el intercambio y archivo de datos. Las unidades de
discos ópticos (junto a las memorias flash) han desplazado a las disqueteras y a las unidades de
cintas magnéticas para este propósito debido al bajo coste de los medios ópticos y la casi
ubicuidad de las unidades de discos ópticos en las computadoras y en hardware de
entretenimiento de consumo.

Ópticas
■ Es una tecnología que aúna a otras tecnologías: informaciones de cabeza, pista, sector
(procedentes de los discos duros convencionales); láser rojo de 650nm (procedente del tipo de
lectora que tiene el DVD); capas de aluminio (procedentes de la tecnología CD convencional),
entre otras.

Ópticas
■ Capa A: Es la parte inferior del disco, que actúa de soporte mecánico de toda la estructura; es una
pieza de policarbonato plástico. La información que contiene esta codificada e impresa en la
superficie interior del plástico en forma de protuberancias microscópicas separadas por zonas
lisas y agrupadas en una pista única extraordinariamente larga de forma espiral. La grabación de
las protuberancias se realiza mediante un láser, siguiendo un procedimiento muy parecido al que
describiré para detallar como es un CD grabable (CD-R).

Ópticas
■ Capa B: La superficie que contiene las protuberancias se recubre con una delgada capa de aluminio, que es
un excelente reflector de la luz. Su función es reflejar el haz laser que incide desde la parte inferior de la capa
A procedente del lector del CD; el detalle se verá más adelante.
■ Capa C: Es una capa de material acrílico depositada mediante spray sobre el aluminio para protegerlo.
■ Capa D: Finalmente, se encuentra la etiqueta que recubre la parte superior, donde se escribe la identificación
del CD y contiene la carátula del disco.

Nube: ¿Qué es la nube?
•Permite ofrecer servicios a través de internet a los que podemos
acceder desde cualquier lugar
•Todo lo que puede ofrecer un sistema informático se ofrece como
servicio
•Los usuarios pueden acceder a los servicios disponibles "en la nube de
Internet" sin ser expertos en la gestión de los recursos que usan.
•Ofrece el pago flexible por servicio en función de consumo
realizado.
•Es parecido a la arquitectura de red, consiste de un conjunto de capas
acopladas entre si, desde un nivel físico hasta un nivel de aplicación.

Nube: Características
•Agilidad: Capacidad de mejora para ofrecer recursos tecnológicos al usuario por
parte del proveedor.
•Costo: Los proveedores de computación en la nube afirman que los costos se
reducen. Un modelo de prestación pública en la nube convierte los gastos de capital
en gastos de funcionamiento. Ello reduce barreras de entrada, ya que la
infraestructura se proporciona típicamente por una tercera parte y no tiene que ser
adquirida por una sola vez o tareas informáticas intensivas infrecuentes.
•Escalabilidad y elasticidad: Aprovisionamiento de recursos sobre una base de
autoservicio en casi en tiempo real, sin que los usuarios necesiten cargas de alta
duración.

•Independencia entre el dispositivo y la ubicación: Permite a los usuarios acceder
a los sistemas utilizando un navegador web, independientemente de su ubicación o
del dispositivo que utilice (por ejemplo, PC, teléfono móvil).

•Seguridad: Puede mejorar debido a la centralización de los datos. La seguridad es a
menudo tan buena o mejor que otros sistemas tradicionales, en parte porque los
proveedores son capaces de dedicar recursos a la solución de los problemas de
seguridad que muchos clientes no pueden permitirse el lujo de abordar. El usuario
de la nube es responsable de la seguridad a nivel de aplicación. El proveedor de la
nube es responsable de la seguridad física.
•Mantenimiento: En el caso de las aplicaciones de computación en la nube, es
más sencillo, ya que no necesitan ser instalados en el ordenador de cada usuario
y se puede acceder desde diferentes lugares.

•La tecnología de virtualización: Permite compartir servidores y dispositivos de
almacenamiento y una mayor utilización. Las aplicaciones pueden ser fácilmente
migradas de un servidor físico a otro.
•Rendimiento: Los sistemas en la nube controlan y optimizan el uso de los recursos
de manera automática, dicha característica permite un seguimiento, control y
notificación del mismo. Esta capacidad aporta transparencia tanto para el
consumidor o el proveedor de servicio.

Nube:
•Auto-Servicio bajo demanda.
•Permitir el acceso desde la red (pública, privada,
híbrida, comunitaria).
•Asignación de recursos en modo multiusuario.
•Capacidad de rápido crecimiento.
•Servicio medido.
•Elasticidad y escalabilidad.
•Seguridad.
•Cloud Software as a Service (SaaS)
•Cloud Platform as a Service (PaaS)
•Cloud Infrastructure as a Service (Laas)
Tipos de servicios que ofrece la
nube

Nube: Ventajas vs Desventajas
Ventajas
• Integración fácil y rápida.
• Prestación de servicios a nivel
mundial.
• Sin instalación de ningún tipo de
hardware para la empresa.
• Menor inversión para empezar a
trabajar.
• Implementación mas rápida, en
cuestión de días u horas y con
menos riesgos.
• Uso eficiente de energía ya que se
consume sólo la necesaria.
Desventajas
• Interdependencia a los proveedores
de servicios
• Dependencia a la disponibilidad de
acceso a Internet
• Los datos “sensibles” del negocio
no residen en las instalaciones de
la empresa.
• La información de la empresa debe
recorrer diferentes nodos y cada
uno de ellos son un foco de
inseguridad
• Velocidad de respuesta, para los
sistemas críticos no es tan alta

Nube: Herramientas software libre
• Eucalyptus Cloud
• OpenNebula
• Openstack
• Cloud Foundry

Nube: Herramientas software libre
• Box
• SugarSync
• Dropbox
• Google Drive
• SkyDrive
• iCloud

Nube: Almacenamiento
El almacenamiento en la nube o Cloud Storage es un modelo de
almacenamiento en red y en línea, donde los datos se almacenan en uno o
varios servidores virtuales, por lo general organizados por terceros, en lugar
de ser alojados en servidores dedicados. Físicamente, la información puede
extenderse a lo largo de varios servidores.
Puntos a tener en cuenta:
• La información se almacena en muchos recursos distribuidos, pero actúa como uno solo.
• Tiene gran tolerancia a fallos porque implementa redundancia y distribución de datos.
• Posibilita la recuperación de la información por tener varias versiones de copias.
• Mejora la consistencia eventual de las réplicas de datos.

Nube: Caso Práctico
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