Clasificación de los Medios de Almacenamiento

Los medios de almacenamiento se clasifican según tres criterios principales:

• La velocidad con la que se puede acceder a los datos.
• El coste de adquisición del medio por unidad de datos.
• La fiabilidad del medio.

Entre los medios disponibles habitualmente figuran:

• Almacenamiento primario: Memoria Caché y Memoria Principal.
• Almacenamiento secundario: Memoria Flash, Unidad de Estado Sólido (SSD) y Almacenamiento en Discos Magnéticos.
• Almacenamiento terciario: Almacenamiento Óptico y Almacenamiento en Cinta Magnética.

Almacenamiento Primario

Memoria Caché

Es la forma de almacenamiento más diminuta, rápida y costosa. La memoria caché es pequeña y su uso lo gestiona el hardware del sistema informático. Es utilizada por la CPU (Unidad Central de Procesamiento) de una computadora para reducir el tiempo de acceso a la memoria. La caché almacena copias de datos ubicados en la memoria principal que se utilizan con más frecuencia. Cuando se accede por primera vez a un dato, se hace una copia en la caché; los accesos siguientes se realizan a dicha copia, haciendo que el tiempo de acceso medio al dato sea menor.

Memoria Principal

Es el medio de almacenamiento utilizado para operar con los datos disponibles. Aunque pueda contener muchos megabytes de datos, suele ser demasiado pequeña y cara para guardar toda la base de datos. Su contenido suele perderse si se produce un fallo del suministro eléctrico o una caída del sistema.

Se utilizan dos tipos principales:

• ROM (Read-Only Memory) o memoria de sólo lectura: Viene grabada de fábrica con una serie de programas y se divide en rutinas como el POST (Power-On Self-Test) y la BIOS (Basic Input/Output System).
• RAM (Random-Access Memory) o memoria de acceso aleatorio: Es la memoria del usuario que contiene de forma temporal los programas, los datos y los resultados con los que se está trabajando.

Almacenamiento Secundario

Memoria Flash

Son una evolución de las memorias EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory). Son menos costosos y proporcionan mayores densidades de bits. Permiten que múltiples posiciones de memoria sean escritas o borradas en una misma operación mediante impulsos eléctricos. La memoria flash se diferencia de la memoria principal en que los datos pueden sobrevivir a los fallos del suministro eléctrico (es no volátil).

Unidad de Estado Sólido (SSD)

Una SSD (Solid-State Drive) es un dispositivo de almacenamiento secundario de datos hecho con componentes electrónicos en estado sólido que usa una memoria no volátil (normalmente flash). En comparación con los discos magnéticos tradicionales, las unidades de estado sólido son menos sensibles a los golpes, son prácticamente inaudibles y tienen un menor tiempo de acceso y de latencia.

Una SSD se compone principalmente de:

• Controladora: Es un procesador electrónico que se encarga de administrar, gestionar y unir los módulos de memoria NAND Flash con los conectores de entrada y salida.
• Caché: Un dispositivo SSD utiliza una pequeña memoria DRAM (Dynamic Random-Access Memory) como caché, similar a la caché de los discos duros, para acelerar el acceso.
• Condensador: Es necesario para mantener la integridad de los datos de la memoria caché en caso de pérdida súbita de energía.

Almacenamiento en Discos Magnéticos

El principal medio de almacenamiento persistente en conexión (online) es el disco magnético (disco duro o HDD). Generalmente, se guarda en ellos toda la base de datos. Para acceder a los datos es necesario trasladarlos desde el disco a la memoria principal. Después de realizar la operación deseada, se deben escribir en el disco los datos que se hayan modificado. El almacenamiento en disco resiste los fallos del suministro eléctrico y las caídas del sistema.

Almacenamiento Terciario

Este tipo de almacenamiento se caracteriza por su gran capacidad y bajo coste por bit, pero con tiempos de acceso mucho más lentos que el almacenamiento secundario.

Almacenamiento Óptico

La forma más popular de almacenamiento óptico es el disco compacto (CD). El formato HD-DVD fue una tecnología que no logró amplia difusión. Los discos Blu-ray son un formato de disco óptico diseñado para vídeo de alta definición y almacenamiento de datos de alta densidad; utilizan un láser azul, a diferencia de los CD y DVD que usan láser rojo, permitiendo mayor capacidad. En este tipo de almacenamiento, el tiempo de búsqueda (acceso aleatorio) es considerablemente más lento que en los discos magnéticos o SSD.

Almacenamiento en Cinta Magnética

El almacenamiento en cinta se utiliza principalmente para copias de seguridad (backup) y almacenamiento de datos de archivo (archive) a largo plazo. Aunque la cinta magnética es mucho más barata que los discos por unidad de datos, el acceso a la información resulta mucho más lento, ya que la cinta requiere un acceso secuencial desde su comienzo. En cambio, el almacenamiento en disco se denomina almacenamiento de acceso directo porque es posible leer datos desde cualquier ubicación (sector) del disco sin pasar por los anteriores.

Acceso al Almacenamiento por un SGBD

El proceso mediante el cual un Sistema Gestor de Bases de Datos (SGBD) accede a los datos almacenados suele seguir estos pasos:

1. El proceso lanzado por el usuario llama al SGBD indicando la porción de la base de datos que se desea tratar.
2. El SGBD traduce la llamada a términos del esquema lógico de la base de datos. Accede al esquema lógico comprobando derechos de acceso y realiza la traducción a la ubicación física.
3. El SGBD obtiene la información del esquema físico necesario para localizar los datos.
4. El SGBD traduce la petición a llamadas a los métodos de acceso del Sistema Operativo (SO) que permiten acceder a los datos requeridos en el dispositivo de almacenamiento.
5. El SO accede a los datos físicos tras traducir las órdenes dadas por el SGBD.
6. Los datos pasan del dispositivo de almacenamiento (ej. disco) a una memoria intermedia o buffer gestionada por el SGBD o el SO. En ese buffer se almacenarán los datos según se vayan recibiendo.
7. Los datos pasan del buffer al Área de Trabajo del Usuario (ATU) del proceso del usuario.
8. El SGBD devuelve indicadores (códigos de estado) al área de comunicaciones del proceso de usuario, manifestando si ha habido errores o advertencias a tener en cuenta. Si las indicaciones son satisfactorias, los datos en la ATU serán utilizables por el proceso del usuario.

Etiquetas: Almacenamiento, almacenamiento óptico, caché, Disco duro, disco magnético, Memoria, RAM, SSD