MEMORIA RAM-UNIDADES OPTICAS-FUENTE DE PODER-PARTES TIPOS Y FUNCIONES
Unidades Opticas Cussin 3
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Discos Duros, Unidades Ópticas y Unidades de lectura.
CENTRO DE ESTUDIOS TECNOLOGICOS industrial y de servicios No. 148
MAESTRO: Cussin Delgado Edgar
TEMA: discos duros, unidades ópticas y unidades de lectura
ESPECIALIDAD: Informática.
GRADO:5
GRUPO:“G”
FECHA:
04/ septiembre/ 2012
Galindo García Karen Mariel 1
Discos Duros, Unidades Ópticas y Unidades de lectura.
“INDICE”
UNIDADES OPTICAS……………………………………………………………………….3 Laser y ópticas…………………………………………………………………………..3 Mecanismos de rotación……………………………………………………………….3 Mecanismos de carga…………………………………………………………………..4 Compatibilidad…………………………………………………………………………..4UNIDADES DE LECTURA………………………………………………………………….6 Dispositivo de almacenamiento de datos……………………………………………6 Disquetera………………………………………………………………………………6 Unidad de CD-ROM……………………………………………………………………7 Unidad de DVD-ROM………………………………………………………………….7 Unidad de DVD-RW…………………………………………………………………...8 Unidad de disco magneto-óptico……………………………………………………..8 Lector de tarjetas de memoria………………………………………………………...8 Otros dispositivos………………………………………………………………………8UNIDADES DE DISCOS DUROS………………………………………………………….9 Características de un Disco Duro……………………………………………………9 Estructura física……………………………………………………………………….10 Tipos de conexión…………………………………………………………………….12 Funcionamiento mecánico…………………………………………………………...12 Integridad………………………………………………………………………………12 Cabezal del Disco Duro………………………………………………………………13 Unidades hibridas…………………………………………………………………….13 Fabricantes…………………………………………………………………………….14
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Discos Duros, Unidades Ópticas y Unidades de lectura.
“UNIDADES OPTICAS”
En informática, una unidad de disco óptico es una unidad de disco que usa una luz láser u ondas electromagnéticas cercanas al espectro de la luz como parte del proceso de lectura o escritura de datos desde o a discos ópticos.
Algunas unidades solo pueden leer discos, pero las unidades más recientes usualmente son tanto lectoras como grabadoras. Para referirse a las unidades con ambas capacidades se suele usar el término lectograbadora. Los discos compactos (CD), DVD, y Blu-ray Disc son los tipos de medios ópticos más comunes que pueden ser leídos y grabados por estas unidades.
Las unidades de discos ópticos son una parte integrante de los aparatos de consumo autónomo como los reproductores de CD, reproductores de DVD y grabadoras de DVD.
“LASER Y OPTICA”
La parte más importante de una unidad de disco óptico es el camino óptico, ubicado en un pickup head (PUH) , que consiste habitualmente de un láser semiconductor, un lente que guía el haz de laser, y fotodiodos que detectan la luz reflejada en la superficie del disco.
Se usan dos servomecanismos principales, el primero para mantener una distancia correcta entre el lente y el disco, y para asegurar que el haz de laser es enfocado en un punto de láser pequeño en el disco. El segundo servo mueve un cabezal a lo largo del radio del disco, manteniendo el haz sobre una estría, un camino de datos en espiral continúo.
Una grabadora codifica (graba, quema) datos en un disco CD-R, DVD-R, DVD+R, o BD-R grabable (llamado virgen o en blanco), calentando selectivamente partes de una capa de tinte orgánico con un láser.
Para medios regrabables como CD-RW, DVD-RW, DVD+RW, o BD-RE, el láser es usado para derretir una aleación de metal cristalina en la capa de grabación del disco.
Los medios de doble cara pueden ser usados, pero no son de fácil acceso con una unidad estándar, ya que deben ser volteados físicamente para acceder a los datos en la otra cara.
“MECANISMOS DE ROTACION”
El mecanismo de rotación de las unidades ópticas difiere significativamente del de los discos duros, en que el segundo mantiene una velocidad angular constante (VAC), en otras palabras un número constante de revoluciones por minuto (RPM). Con la VAC, usualmente en la zona exterior del disco se consigue un mejor throughput (rendimiento) en comparación con la zona interior.
Por otra parte, las unidades ópticas fueron desarrolladas con la idea de alcanzar un throughput constante, inicialmente en las unidades de CD igual a 150 KiB/s.
Existen límites mecánicos respecto a cuan rápido puede girar un disco. Después de una cierta de rotación, cerca de 10.000 RPM, el estrés centrífugo puede causar que el plástico del disco se arrastre y posiblemente se destruya.
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La estrategia de grabación VLC-Z es fácilmente visible después de grabar un DVD-R.
Debido a que mantener una tasa de transferencia constante para el disco entero no es muy importante en la mayoría de los usos contemporáneos de los CD, para mantener la velocidad de rotación del disco a una cantidad baja segura a la vez que se maximiza la tasa de datos, el enfoque VLC puro debió ser abandonado.
“MECANISMOS DE CARGA”
Las unidades ópticas actuales usan o un mecanismo de carga de bandeja, donde el disco es cargado en una bandeja motorizada u operada manualmente, o un mecanismo de carga de sócalo, donde el disco se desliza en un sócalo y es retraído hacia dentro por rodillos motorizados. Las unidades de carga de sócalo tienen la desventaja de no ser compatibles con los discos más pequeños de 80 mm o cualquier tamaño no estándar; sin embargo, la videoconsola Wii parece haber derrotado este problema, ya que es capaz de cargar DVD de tamaño estándar y discos de GameCube de 80 mm en la misma unidad con carga de sócalo.
Algunas de las primeras unidades de CD-ROM usaban un mecanismo en el cual los CD tenían que ser insertados en cartuchos o cajas especiales, similares en apariencia a un disquete de 3.5".
“COMPATIBILIDAD”
Todas las grabadoras no graban todos los medios ópticos ni todos las lectoras leen todos.
Comparado con una capa de 1.2 mm de policarbonato de un CD, el haz de laser de un DVD solo debe penetrar 0.6 mm para alcanzar la superficie de grabación. Esto permite a la unidad de DVD enfocar el haz en un punto de menor tamaño para leer surcos (pits) pequeños.
Abajo se muestra una tabla con los distintos discos ópticos y lo que puede hacer cada hardware, tanto de grabación como de lectura, con ellos. En ésta observamos que el hardware para CD sólo se puede usar para ellos, el de DVD se puede usar para CD y DVD y no para BD y el de BD se puede utilizar para todos los formatos.
CD plancha
do
CD-R CD-RW
DVD planch
ado
DVD-R
DVD+R
DVD-RW
DVD+RW
DVD+R
BD planchad
o
BD-R BD-RE
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DL
Reproductor Audio CD
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Unidad de CD-ROM
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Grabadora de CD-R
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Grabadora de CD-RW
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Unidad de DVD-ROM
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Grabadora de DVD-R
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Grabadora de DVD-RW
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Grabadora de DVD+R
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Grabadora de DVD+RW
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Grabadora de DVD±RW
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Grabadora de DVD±RW / DVD+R DL
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Unidad de BD-ROM
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Grabadora de BD-R
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Grabadora de BD-RE
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“UNIDADES DE LECTURA”
Las unidades de almacenamiento son dispositivos o periféricos del sistema, que actúan como medio de soporte para la grabación de los programas de usuario y de los datos que son manejados por las aplicaciones que se ejecutan en estos sistemas; en otras palabras nos sirven para guardar la información en nuestro computador.
Estos dispositivos realizan las operaciones de lectura o escritura de los medios o soportes donde se almacenan o guardan, lógica y físicamente, los archivos de un sistema informático.
Los dispositivos usados exclusivamente para grabación (por ejemplo impresoras), exclusivamente para lectura (por ejemplo los lectores de códigos de barras), o los dispositivos que procesan solamente una forma de información (por ejemplo fonógrafos) pueden o no considerarse dispositivos de almacenamiento.
“Dispositivo de almacenamiento de datos”
Los discos duros tienen una gran capacidad de almacenamiento de información, pero al estar alojados normalmente dentro de la computadora (discos internos), no son extraíbles fácilmente. Para intercambiar información con otros equipos (si no están conectados en red) se tienen que utilizar unidades de disco, como los disquetes, los discos ópticos (CD, DVD), los discos magneto-ópticos, memorias USB o las memorias flash, entre otros.
El disco duro almacena casi toda la información que manejamos al trabajar con una computadora. En él se aloja, por ejemplo, el sistema operativo que permite arrancar la máquina, los programas, archivos de texto, imagen, vídeo, etc.
También existen discos duros externos que permiten almacenar grandes cantidades de información. Son muy útiles para intercambiar información entre dos equipos. Normalmente se conectan al PC mediante un conector USB.
“Disquetera”
La unidad de 3,5 pulgadas permite intercambiar información utilizando disquetes magnéticos de 1,44 MB de capacidad. Aunque la capacidad de soporte es muy limitada si tenemos en cuenta las necesidades de las aplicaciones actuales se siguen utilizando para intercambiar archivos pequeños, pues pueden borrarse y rescribirse cuantas veces se desee de una manera muy
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cómoda, aunque la transferencia de información es bastante lenta si la comparamos con otros soportes, como el disco duro o un CD-ROM.
Para usar el disquete basta con introducirlo en la ranura de la disquetera. Para expulsarlo se pulsa el botón situado junto a la ranura, o bien se ejecuta alguna acción en el entorno gráfico con el que trabajamos (por ejemplo, se arrastra el símbolo del disquete hasta un icono representado por una papelera).
La unidad de disco se alimenta mediante cables a partir de la fuente de alimentación del sistema. Y también va conectada mediante un cable a la placa base. Un diodo LED se ilumina junto a la ranura cuando la unidad está leyendo el disco, como ocurre en el caso del disco duro.
Unidad de CD-ROM o "lectora"
La unidad de CD-ROM permite utilizar discos ópticos de una mayor capacidad que los disquetes de 3,5 pulgadas: hasta 700 MB. Ésta es su principal ventaja, pues los CD-ROM se han convertido en el estándar para distribuir sistemas operativos, aplicaciones, etc.
En estas unidades, además, existe una toma para auriculares, y también pueden estar presentes los controles de navegación y de volumen típicos de los equipos de audio para saltar de una pista a otra, por ejemplo.
Una característica básica de las unidades de CD-ROM es la velocidad de lectura, que normalmente se expresa como un número seguido de una «x» (40x, 52x,..). Este número indica la velocidad de lectura en múltiplos de 128 kB/s. Así, una unidad de 52x lee información de 128 kB/s × 52 = 6,656 kB/s, es decir, a 6,5 MB/s.
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Unidad de DVD-ROM o "lectora de DVD"
Las unidades de DVD-ROM son aparentemente iguales que las de CD-ROM, pueden leer tanto discos DVD-ROM como CD-ROM. Se diferencian de las unidades lectoras de CD-ROM en que el soporte empleado tiene hasta 17 GB de capacidad, y en la velocidad de lectura de los datos. La velocidad se expresa con otro número de la «x»: 12x, 16x... Pero ahora la x hace referencia a 1,32 MB/s. Así: 16x = 21,12 MB/s.
Unidad de DVD-RW o "grabadora de DVD"
Puede leer y grabar y regrabar imágenes, sonido y datos en discos de varios gigabytes de capacidad, de una capacidad de 650 MB a 9 GB.
Unidad de disco magneto-óptico
La unidad de discos magneto-ópticos permiten el proceso de lectura y escritura de dichos discos con tecnología híbrida de los disquetes y los discos ópticos, aunque en entornos domésticos fueron menos usadas que las disqueteras y las unidades de CD-ROM, pero tienen algunas ventajas en cuanto a los disquetes:
Por una parte, admiten discos de gran capacidad: 230 MB, 640 Mb o 1,3 GB.
Además, son discos reescribibles, por lo que es interesante emplearlos, por ejemplo, para realizar copias de seguridad.
Lector de tarjetas de memoria
El lector de tarjetas de memoria es un periférico que lee o escribe en soportes de memoria flash. Actualmente, los instalados en computadores (incluidos en una placa o mediante puerto USB), marcos digitales, lectores de DVD y otros dispositivos, suelen leer varios tipos de tarjetas.
Otros dispositivos de almacenamiento
Otros dispositivos de almacenamiento son las memorias flash o los dispositivos de almacenamiento magnéticos de gran capacidad.
Cinta perforada : se trata de un medio muy obsoleto, consistente en tarjetas o cintas de papel perforadas.
Memoria flash: Es un tipo de memoria que se comercializa para el uso de aparatos portátiles, como cámaras digitales o agendas electrónicas. El aparato correspondiente o bien un lector de tarjetas, se conecta a la computadora a través del puerto USB o Firewire.
Discos y cintas magnéticas de gran capacidad: Son unidades especiales que se utilizan para realizar copias de seguridad o respaldo en empresas y centros de investigación. Su capacidad de almacenamiento puede ser de cientos de gigabytes.
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Almacenamiento en línea : Hoy en día también debe hablarse de esta forma de almacenar información. Esta modalidad permite liberar espacio de los equipos de escritorio y trasladar los archivos a discos rígidos remotos provistos que garantizan normalmente la disponibilidad de la información. En este caso podemos hablar de dos tipos de almacenamiento en línea: un almacenamiento de corto plazo normalmente destinado a la transferencia de grandes archivos vía web; otro almacenamiento de largo plazo, destinado a conservar información que normalmente se daría en el disco rígido del ordenador personal.
“UNIDADES DE DISCOS DUROS”
controlador de disco; en los actuales ordenadores personales, suele estar conectado en la placa madre mediante uno de estos sistemas
o Interfaz IDE / PATA
o Interfaz SATA
o Interfaz SAS
o Interfaz SCSI (popular en servidores)
o Interfaz FC (exclusivamente en servidores)
o Interfaz USB
NAS mediante redes de cable / inalámbricas
En informática, un disco duro o disco rígido (en inglés Hard Disk Drive, HDD) es un dispositivo de almacenamiento de datos no volátil que emplea un sistema de grabación magnética para almacenar datos digitales. Se compone de uno o más platos o discos rígidos, unidos por un mismo eje que gira a gran velocidad dentro de una caja metálica sellada. Sobre cada plato, y en cada una de sus caras, se sitúa un cabezal de lectura/escritura que flota sobre una delgada lámina de aire generada por la rotación de los discos.
Los discos duros han mantenido su posición dominante gracias a los constantes incrementos en la densidad de grabación, que se ha mantenido a la par de las necesidades de almacenamiento secundario.
Para poder utilizar un disco duro, un sistema operativo debe aplicar un formato de bajo nivel que defina una o más particiones. La operación de formateo requiere el uso de una fracción del espacio disponible en el disco, que dependerá del formato empleado.
Las unidades de estado sólido tienen el mismo uso que los discos duros y emplean las mismas interfaces, pero no están formadas por discos mecánicos, sino por memorias de circuitos integrados para almacenar la información.
Características de un disco duro
Las características que se deben tener en cuenta en un disco duro son:
Tiempo medio de acceso: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista y el sector deseado; es la suma del Tiempo medio de búsqueda (situarse en la pista), Tiempo de lectura/escritura y la Latencia media (situarse en el sector).
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Tiempo medio de búsqueda: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista deseada; es la mitad del tiempo empleado por la aguja en ir desde la pista más periférica hasta la más central del disco.
Tiempo de lectura/escritura: Tiempo medio que tarda el disco en leer o escribir nueva información: Depende de la cantidad de información que se quiere leer o escribir, el tamaño de bloque, el número de cabezales, el tiempo por vuelta y la cantidad de sectores por pista.
Latencia media: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en el sector deseado; es la mitad del tiempo empleado en una rotación completa del disco.
Velocidad de rotación: Revoluciones por minuto de los platos. A mayor velocidad de rotación, menor latencia media.
Tasa de transferencia: Velocidad a la que puede transferir la información a la computadora una vez la aguja está situada en la pista y sector correctos. Puede ser velocidad sostenida o de pico.
Otras características son:
Caché de pista: Es una memoria tipo Flash dentro del disco duro.
Interfaz : Medio de comunicación entre el disco duro y la computadora. Puede ser IDE/ATA, SCSI, SATA, USB, Firewire, Serial Attached SCSI
Landz: Zona sobre las que aparcan las cabezas una vez se apaga la computadora.
Estructura físicaComponentes de un disco duro. De izquierda a derecha, fila superior: tapa, carcasa, plato, eje; fila inferior: espuma aislante, circuito impreso de control, cabezal de lectura / escritura, actuador e imán, tornillos.
Interior de un disco duro; se aprecia la superficie de un plato y el cabezal de lectura/escritura retraído, a la izquierda.
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Dentro de un disco duro hay uno o varios discos (de aluminio o cristal) concéntricos llamados platos (normalmente entre 2 y 4, aunque pueden ser hasta 6 ó 7 según el modelo), y que giran todos a la vez sobre el mismo eje, al que están unidos. El cabezal(dispositivo de lectura y escritura) está formado por un conjunto de brazos paralelos a los platos, alineados verticalmente y que también se desplazan de forma simultánea, en cuya punta están las cabezas de lectura/escritura.
Cada plato posee dos ojos, y es necesaria una cabeza de lectura/escritura para cada cara. Si se observa el esquema Cilindro-Cabeza-Sector de más abajo, a primera vista se ven 4 brazos, uno para cada plato. En realidad, cada uno de los brazos es doble, y contiene 2 cabezas: una para leer la cara superior del plato, y otra para leer la cara inferior. Por tanto, hay 8 cabezas para leer 4 platos, aunque por cuestiones comerciales, no siempre se usan todas las caras de los discos y existen discos duros con un número impar de cabezas, o con cabezas deshabilitadas. Las cabezas de lectura/escritura nunca tocan el disco, sino que pasan muy cerca (hasta a 3 nanómetros), debido a una finísima película de aire que se forma entre éstas y los platos cuando éstos giran (algunos discos incluyen un sistema que impide que los cabezales pasen por encima de los platos hasta que alcancen una velocidad de giro que garantice la formación de esta película).
Direccionamiento
Cilindro, Cabeza y Sector
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Pista (A), Sector (B), Sector de una pista (C), Clúster (D)
Hay varios conceptos para referirse a zonas del disco:
Plato: cada uno de los discos que hay dentro del disco duro.
Cara: cada uno de los dos lados de un plato.
Cabeza: número de cabezales.
Pistas: una circunferencia dentro de una cara; la pista 0 está en el borde exterior.
Cilindro: conjunto de varias pistas; son todas las circunferencias que están alineadas verticalmente (una de cada cara).
Tipos de conexión
Si hablamos de disco duro podemos citar los distintos tipos de conexión que poseen los mismos con la placa base, es decir pueden ser SATA, IDE, SCSI o SAS:
IDE: Integrated Drive Electronics ("Dispositivo electrónico integrado") o ATA (Advanced Technology Attachment), controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) Hasta aproximadamente el 2004, el estándar principal por su versatilidad y asequibilidad. Son planos, anchos y alargados.
SCSI: Son interfaces preparadas para discos duros de gran capacidad de almacenamiento y velocidad de rotación. Se presentan bajo tres especificaciones: SCSI Estándar (Standard SCSI), SCSI Rápido (Fast SCSI) y SCSI Ancho-Rápido (Fast-Wide SCSI). Su tiempo medio de acceso puede llegar a 7 milisegundos y su velocidad de transmisión secuencial de información puede alcanzar teóricamente los 5 Mbps en los discos SCSI Estándares, los 10 Mbps en los discos SCSI Rápidos y los 20 Mbps en los discos SCSI Anchos-Rápidos (SCSI-2).
SATA (Serial ATA): El más novedoso de los estándares de conexión, utiliza un bus serie para la transmisión de datos.
SAS (Serial Attached SCSI): Interfaz de transferencia de datos en serie, sucesor del SCSI paralelo, aunque sigue utilizando comandos SCSI para interaccionar con los dispositivos SAS. Aumenta la velocidad y permite la conexión y desconexión en caliente.
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Funcionamiento mecánico
Un disco duro suele tener:
Platos en donde se graban los datos.
Cabezal de lectura/escritura.
Motor que hace girar los platos.
Electroimán que mueve el cabezal.
Circuito electrónico de control, que incluye: interfaz con la computadora, memoria caché.
Bolsita desecante (gel de sílice) para evitar la humedad.
Caja, que ha de proteger de la suciedad, motivo por el cual suele traer algún filtro de aire.
IntegridadDebido a la distancia extremadamente pequeña entre los cabezales y la superficie del disco, cualquier contaminación de los cabezales de lectura/escritura o las fuentes puede dar lugar a un accidente en los cabezales, un fallo del disco en el que el cabezal raya la superficie de la fuente, a menudo moliendo la fina película magnética y causando la pérdida de datos.
Cabezal del disco duro
El eje del sistema del disco duro depende de la presión del aire dentro del recinto para sostener los cabezales y su correcta altura mientras el disco gira. Un disco duro requiere un cierto rango de presiones de aire para funcionar correctamente. La conexión al entorno exterior y la presión se produce a través de un pequeño agujero en el recinto (cerca de 0,5 mm de diámetro) normalmente con un filtro en su interior (filtro de respiración, ver abajo). Si la presión del aire es demasiado baja, entonces no hay suficiente impulso para el cabezal, que se acerca demasiado al disco, y se da el riesgo de fallos y pérdidas de datos.
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Cabezal de disco duro IBM sobre el plato del disco
Para los cabezales resistentes al magnetismo grandes (GMR) en particular, un incidente minoritario debido a la contaminación (que no se disipa la superficie magnética del disco) llega a dar lugar a un sobrecalentamiento temporal en el cabezal, debido a la fricción con la superficie del disco, y puede hacer que los datos no se puedan leer durante un periodo corto de tiempo hasta que la temperatura del cabezal se estabilice (también conocido como “aspereza térmica”, un problema que en parte puede ser tratado con el filtro electrónico apropiado de la señal de lectura).
Unidades híbridasLas unidades híbridas son aquellas que combinan las ventajas de las unidades mecánicas convencionales con las de las unidades de estado sólido. Consisten en acoplar un conjunto de unidades de memoria flash dentro de la unidad mecánica, utilizando el área de estado sólido para el almacenamiento dinámico de datos de uso frecuente (determinado por el software de la unidad) y el área mecánica para el almacenamiento masivo de datos.
Fabricantes
Un Western Digital 3,5 pulgadas 250 GB SATA HDD.
Un Seagate 3,5 pulgadas 1 TB SATA HDD.
Los recursos tecnológicos y el saber hacer requeridos para el desarrollo y la producción de discos modernos implica que desde 2007, más del 98% de los discos duros del mundo son fabricados por un conjunto de grandes empresas: Seagate (que ahora es propietaria de Maxtor), Western Digital (propietaria de Hitachi, a la que a su vez fue propietaria de la antigua división de fabricación de discos de IBM) y Fujitsu, que sigue haciendo discos portátiles y discos de servidores, pero dejó de hacer discos para ordenadores de escritorio en 2001, y el resto lo vendió a Western Digital. Toshiba es uno de los principales fabricantes de discos duros para portátiles de 2,5 pulgadas y 1,8 pulgadas.
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