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[z.facultad/66.70/practicos.git] / tp4.lyx

#LyX 1.1 created this file. For more info see http://www.lyx.org/
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\layout Title

Estructura del Computador
\newline 
 Trabajo Práctico Número 4
\layout Author

Leandro Lucarella (77.891)
\layout Date

$Id$
\layout Section

Interfaz.
\layout Standard

La interfaz es la conexión entre el mecanismo de la unidad de disco y el
 bus del sistema.
 La interfaz define la forma en que las señales pasan entre el bus del sistema
 y el disco duro.
 En el caso del disco, su interfaz se denomina controladora o tarjeta controlado
ra, y se encarga no sólo de transmitir y transformar la información que
 parte de y llega al disco, sino también de seleccionar la unidad a la que
 se quiere acceder, del formato, y de todas las órdenes de bajo nivel en
 general.
 La controladora a veces se encuentra dentro de la placa madre.
\layout Subsection

ST506.
\layout Standard

Es una interfaz a nivel de dispositivo; la primera interface utilizado en
 las PC's.
 Proporciona un valor máximo de transferencia de datos de menos de 1 Mbyte
 por segundo (625KB por segundo con codificación MFM, y 984KB por segundo
 con codificación RLL).
 Actualmente esta en desuso y ya no hay modelos de disco duro con este tipo
 de interfaz.
\layout Subsection

ESDI.
\layout Standard

Es una interfaz a nivel de dispositivo diseñado como un sucesor del ST506
 pero con un valor más alto de transferencia de datos (entre 1,25 y 2.5 Mbytes
 por segundo).
 Ya ha dejado de utilizarse esta interfaz y es difícil de encontrar.
\layout Subsection

IDE.
\layout Standard

En principio, IDE era un término genérico para cualquier interfaz a nivel
 de sistema.
 Es una interface a nivel de sistema que cumple la norma ANSI de acoplamiento
 a los AT y que usa una variación sobre el bus de expansión del AT para
 conectar una unidad de disco a la CPU, con un valor máximo de transferencia
 de 4 Mbytes por segundo en un principio.
\layout Standard

Íntimamente relacionado con el IDE, tenemos lo que se conoce como ATA, concepto
 que define un conjunto de normas que deben cumplir los dispositivos.
 Años atrás la compañía Western Digital introdujo el standard E-IDE (Enhanced
 IDE), que mejoraba la tecnología superando el límite de acceso a particiones
 mayores de 528 Mb.
 y se definió ATAPI, normas para la implementación de lectores de CD-ROM
 y unidades de cinta con interfaz IDE.
 E-IDE se basa en el conjunto de especificaciones ATA-2.
 Como contrapartida comercial a E-IDE, la empresa Seagate presento el sistema
 FAST-ATA-2, basado principalmente en las normas ATA-2.
 En cualquier caso a los discos que sean o bien E-IDE o FAST-ATA, se les
 sigue aplicando la denominación IDE como referencia.
\layout Standard

Para romper la barrera de los 528 Mb.
 se proponen varias soluciones:
\layout Description

CHS Es una traducción entre los parámetros que la BIOS contiene de cilindros,
 cabezas y sectores (ligeramente incongruentes) y los incluidos en el software
 de sólo lectura (Firmware) que incorpora la unidad de disco.
 
\layout Description

LBA o Logic Block Address (dirección lógica de bloque), estriba en traducir
 la información CHS en una dirección de 28 bits manejables por el sistema
 operativo, para el controlador de dispositivo y para la interfaz de la
 unidad.
 
\layout Subsection

SCSI.
\layout Standard

Es una interface a nivel de sistema, diseñado para aplicaciones de propósito
 general, que permite que se conecten hasta siete dispositivos a un único
 controlador.
 Usa una conexión paralela de 8 bits que consigue un valor máximo de transferenc
ia de 5 Mbytes por segundo en sus primeras versiones.
 Luego salió SCSI-2 que no es más que una versión actualizada y mejorada
 de este interface.
 Es la interface con más futuro, si bien tiene problemas de compatibilidad
 entre las diferentes opciones de controladoras, discos duros, impresoras,
 unidades de CD-ROM y demás dispositivos que usan esta interface debido
 a la falta de un estándar verdaderamente sólido.
\layout Standard

Las mejoras del SCSI-2 sobre el SCSI tradicional son el aumento de la velocidad
 a través del bus, desde 5 Mhz a 10 Mhz, duplicando de esta forma el caudal
 de datos.
 Además se aumenta el ancho del bus de 8 a 16 bits, doblando también el
 flujo de datos.
 Se ha logrado el ancho de 32 bits, consiguiendo velocidades teóricas de
 hasta 40 Mbytes / seg o incluso varias veces mayor en especificaciones
 de SCSI más recientes.
\layout Section

Dispositivos.
\layout Subsection

Medios Magnéticos.
\layout Subsubsection

Disquetes.
\layout Standard

Los disquetes pueden ser generalmente de 5 ¼ o de 3 ½.
 Los de 3 ½ tienen prácticamente el mismo mecanismo que el de 5 ¼ , pero
 es diferentes en tamaño (físico y en Kbytes) la funda es de plástico rígido
 con una pestaña corrediza en un borde que al entrar a la unidad de disco
 esta se corre automáticamente.
\layout Standard

Están compuestos por una lamina de poliéster (plástico flexible) de forma
 circular, recubierta por una película de material magnetizable.
\layout Standard

La lamina de poliéster impregnada en la película magnética, esta cubierta
 con una funda flexible, normalmente cloruro de vinilo, en cuyo interior
 se encuentra un forro especial que sirve para proteger el disco del polvo
 y en cierta medida del calor y la humedad.
\layout Standard

Hay una especie de ranuras él la conformación del disquete:
\layout Itemize

Una ventana central en donde la unidad atrapa al disquete.
\layout Itemize

Un agujero de lectura-escritura, normalmente ovalado donde la cabeza lectora
 se instala.
\layout Itemize

Cerca de la abertura central se encuentra el orificio índice que permite
 detectar a la unidad de disco el inicio del índice del disquete.
\layout Itemize

Dos muescas de descarga junto a la abertura de lectura-escritura para asegurar
 que la funda no se deforme.
\layout Itemize

Una ranura de protección de escritura, depende si se tapa la ranura no se
 puede escribir y si no se puede reescribir.
\layout Paragraph

Grabación de datos:
\layout Standard

En los disquetes los datos se graban en series de círculos concéntricos
 a los que denominamos "pistas", por lo tanto la superficie de un disco
 queda subdivididas en pistas.
 Las pistas a su vez se dividen en sectores.
 El numero de sectores que exista en un disquete dependen del tipo de disco
 y su formateo, todos los disquetes tienen dos caras, en las que se puede
 leer y escribir.
 Como en ambas existen pistas al conjunto de pistas se lo denomina "cilindro".
\layout Standard

Cuando mezclamos todos estos conceptos, cara, pistas, tamaño del sector,
 obtenemos lo que se denomina "capacidad de almacenamiento" que es la multiplica
ción de todos estos términos:
\layout Standard

Capac.
 Almac.= Nro.
 pistas x Nro.
 de sectores x Nro.
 de caras x Nro.
 de bytes/sector
\layout Standard

El método de grabación magnética es el mismo que emplean todas las variedades
 de cinta magnética: casetes de música, de vídeo, etc.
\layout Standard

La base de esta clase de grabación es la propiedad de magnetización que
 tienen algunos materiales, tales como el hierro.
\layout Standard

La superficie de los discos que contienen una superficie delgada de material
 magnético, se trata como si fuera una matriz de posiciones de puntos, cada
 uno de los cuales es un bit que se activa al equivalente magnético de 0
 y 1 (magnetizado o desmagnetizado, respectivamente).
 Como las posiciones de estos puntos no están predeterminadas, necesitan
 unas marcas que ayuden a la unidad de grabación a encontrar y comprobar
 dichas posiciones.
\layout Subsubsection

Discos Rígidos.
\layout Standard

Existen dos tipos principales de discos duros:
\layout Paragraph

Discos fijos.
\layout Standard

Los discos fijos se fabrican dentro de una carcasa sellada de la que no
 se pueden extraer.
\layout Standard

El montaje de los componentes internos del disco se realiza en la fábrica
 con unas condiciones muy estrictas de limpieza y aislamiento para evitar
 la entrada de polvo que pudieran deteriorarlo.
 Por ello nunca debe abrirse la carcasa de protección de un disco duro excepto
 por personal técnico en las condiciones adecuadas.
\layout Standard

Los discos duros fijos más comunes utilizan tecnología Winchester.
\layout Paragraph

Discos removibles.
\layout Standard

Los discos removibles están montados en un contenedor, también sellado,
 que les permite entrar y salir de unos habitáculos especiales.
 Estos habitáculos están situados en la carcasa de la computadora o bien
 conectados a ésta por medio de un cable interfaz.
\layout Paragraph

Material soporte:
\layout Standard

Están fabricados con una aleación de aluminio con un recubrimiento magnético,
 se están investigando materiales sintéticos compuestos para reducir el
 rozamiento para que haya un tiempo de acceso mas reducido
\layout Paragraph

Motor de accionamiento de eje:
\layout Standard

Se encarga de imprimir la velocidad necesaria al eje con los discos, que
 suele ser de un 5.400 r.p.m.
 o más.
 El motor esta alimentado por corriente directa gracias a un pequeño generador
 que lleva incorporado.
 Permitiendo, de este modo determinar la precisión de velocidad de rotación.
\layout Paragraph

Cabezal de lectura-escritura:
\layout Standard

Esta compuesta de varios cabezales unidos entre sí, tanto física como eléctrica
 y electrónicamente.
 Esta unidad es mucho más frágil que la de las disqueteras, ya que las cabezas
 vuelan sobre la superficie del disco, es decir, se encuentra a una distancia
 de varias micras del disco sin llegar a tocarlo.
 El campo magnético que se crea entre las superficies metálicas del disco
 y los cabezales es lo suficientemente amplio como para poder leer o escribir
 sobre ellos, pero a unas velocidades mucho mayores que en los discos flexibles,
 ya que prácticamente no existe rozamiento alguno.
\layout Paragraph

Motor de impulsos:
\layout Standard

Es un motor eléctrico de gran precisión.
 Su misión es mover la cabeza de lectura-escritura a través de la superficie
 de los discos metálicos en sentido radial para situarse en el sector y
 cilindro adecuado.
 Todo el conjunto de cabezales y discos viene envuelto en una caja sellada
 herméticamente, para impedir que las partículas de polvo y suciedad existentes
 en el ambiente se depositen sobre la cabeza de lectura-escritura, causando
 luego la aparición de errores tanto en la obtención de datos como en su
 grabación, llegando incluso a perderse toda la información contenida en
 él.
\layout Paragraph

Circuito impreso controlador:
\layout Standard

Situado en la parte inferior del conjunto de disco duro.
 Contiene los dispositivos electrónicos que controlan: la velocidad de giro,
 la posición de la cabeza de lectura-escritura y la activación de obtención
 o grabación de datos.
 Este circuito consta, en un principio, de tres conectores: Dos planos de
 pistas doradas y uno blanco con cuatro patillas AMP hembra.
 Los primeros se utilizan para comunicarse el disco duro con su tarjeta
 controladora que esta unida a la CPU, mediante otro conector plano.
\layout Standard

El otro conector es el que alimenta a la unidad de disco y la une con la
 fuente de alimentación del ordenador.
 Este consta de cuatro patillas, en las que destaca la masa y los voltajes
 de +5 y +12 voltios.
\layout Paragraph

Estructura rígida:
\layout Standard

Todos estos componentes van protegidos por una carcasa de aleación que mantiene
 a todos estos alineados con toda precisión, esta carcasa es la que dota
 al disco duro de su peso y robustez.
\layout Paragraph

Características:
\layout Standard

La diferencia mas clara entre un disquete y un disco duro es la gran capacidad
 de almacenamiento de este último y generalmente también su mayor velocidad.
\layout Standard

Esto hace que haya que tratar de forma diferente a los discos duros de los
 flexibles.
\layout Standard

Los discos duros presentan un problema especial que, por otra parte, tiene
 solución.
 Al estar en el interior de la computadora no podemos combinarlo con otro
 de formato diferente o preparado para otro sistema operativo (normalmente
 se usa DOS pero hay otros SO como UNIX, OS-2 etc...).
 Este problema deja de tener importancia cuando se usan discos removibles,
 ya que su utilización es similar a la de los discos flexibles.
\layout Subsubsection

Zip/Jazz.
\layout Paragraph

Zip.
\layout Standard

Iomega Zip es el nombre comercial del dispositivo de la compañía Iomega.
 Este dispositivo en verdad ha tenido gran aceptación por su tamaño, peso
 reducido y rápida instalación (conexión al puerto paralelo y reconocimiento
 por un manejador especial ) lo hacen ideal como unidad movible, además
 sus discos de solo una libra están disponibles en formatos de 100 MB, 200
 MB y 750MB, estos discos son un poco más grandes y gruesos que un disco
 de 3 ½ pulgadas pero son muy fáciles de transportar.
 La unidad Iomega Zip está disponible para el puerto paralelo, IDE y SCSI,
 USB y Firewire.
\layout Paragraph

Jaz.
\layout Standard

También es un dispositivo de la compañía Iomega, es muy similar a la unidad
 Iomega Zip solo que sus discos soportan hasta 2 GB.
 Esta disponible también para USB, IDE, SCSI, Firewire y puerto paralelo.
\layout Paragraph

Algunas Características de este dispositivo.
\layout Description

Velocidad\SpecialChar ~
de\SpecialChar ~
transferencia: 6.62 MB/seg.
\layout Description

Tiempo\SpecialChar ~
aproximado\SpecialChar ~
de\SpecialChar ~
búsqueda: 10 mseg lectura y 12 mseg escritura.
\layout Description

Velocidad\SpecialChar ~
de\SpecialChar ~
rotación\SpecialChar ~
de\SpecialChar ~
disco: 5400 r.p.m.
\layout Subsection

Medios Ópticos.
\layout Standard

Los discos ópticos presentan una capa interna protegida, donde se guardan
 los bits mediante distintas tecnologías, siendo que en todas ellas dichos
 bits se leen merced a un rayo láser incidente.
 Este, al ser reflejado, permite detectar variaciones microscópicas de propiedad
es óptico-reflectivas ocurridas como consecuencia de la grabación realizada
 en la escritura.
 Un sistema óptico con lentes encamina el haz luminoso, y lo enfoca como
 un punto en la capa del disco que almacena los datos.
\layout Standard

Las tecnologías de grabación (escritura) a desarrollar son:
\layout Itemize

por moldeado durante la fabricación, mediante un molde de níquel (CD-ROM
 y DVD ROM),
\layout Itemize

por la acción de un haz láser (CD-R y CD-RW, también llamado CD-E),
\layout Itemize

por la acción de un haz láser en conjunción con un campo magnético (discos
 magneto-ópticos - MO).
\layout Standard

Los discos ópticos tienen las siguientes características, confrontadas con
 los discos magnéticos:
\layout Subsubsection

CD-ROM.
\layout Standard

Los discos ópticos, además de ser medios removibles con capacidad para almacenar
 masivamente datos en pequeños espacios -por lo menos diez veces más que
 un disco rígido de igual tamaño- son portables y seguros en la conservación
 de los datos (que también permanecen si se corta la energía eléctrica).
 El hecho de ser portables deviene del hecho de que son removibles de la
 unidad.
 Asimismo, tienen bajo costo por byte almacenado.
 Los CD-ROM se copian (producen) masivamente.
 La mayor capacidad de los discos ópticos frente a los magnéticos se debe
 al carácter puntual del haz láser incidente, y a la precisión del enfoque
 óptico del láser.
 Ello permite que en una pista los bits estén más juntos (mayor densidad
 lineal), y que las pistas estén más próximas (más t.p.i).
 Los CD son más seguros en la conservación de los datos, dado que la capa
 que los almacena es inmune a los campos magnéticos caseros, y está protegida
 de la corrosión ambiental, manoseo, etc., por constituir un "sándwich" entre
 dos capas transparentes de policarbonato.
 Por otra parte, la cabeza móvil -que porta la fuente láser y la óptica
 asociada- por estar separada a 1 mm.
 de la superficie del disco, nunca puede tocarla.
 Por ello no produce en ella desgaste por rozamiento, ni existe riesgo de
 "aterrizaje", como en el disco rígido con cabezas flotantes.
 Tampoco el haz láser que incide sobre la información puede afectarla, dada
 su baja potencia.
\layout Paragraph

CD-R/RW.
\layout Standard

Una unidad de cd-grabable (CD-R) permite almacenar la información en un
 disco.
 Este tipo de unidad es útil para respaldar un disco duro o distribuir informaci
ón.
 Puede grabar información en cada disco solo una vez.
 Un disco CD-Grabable puede almacenar hasta 650 MB de datos.
\layout Standard

Una Unidad de CD-Regrabable (CD-RW) a menudo es similar a una CD-Grabable,
 pero le permite cambiar los datos que registra en un disco.
 Un disco Cd Regrabable almacena la misma cantidad de datos que un disco
 CD-Grabable.
\layout Paragraph

Velocidad
\layout Standard

La velocidad de una unidad de CD-ROM determina qué tan rápido gira un disco.
 Con altas velocidades la información se puede transferir de un disco a
 la computadora más rápidamente, lo que da como resultado un mejor desempeño.
\layout Standard

La velocidad a la cual la información se transfiere de un disco a la computadora
, es llamada ritmo de transferencia de datos, y es medida en Kilobytes por
 segundo (KBps).
\layout Standard

La velocidad de la unidad de CD-ROM es muy importante, cuando se visualiza
 videos e información que se encuentran en juegos y enciclopedias.
 Las velocidades bajas darán como resultado un sonido de fondo entrecortado.
\layout Standard

La mayoría de las nuevas unidades de CD-ROM tienen una velocidad de al menos
 50X.
 La X es un multiplicador que se aplica a la velocidad base de una lectora
 (de CDs de audio) por razones históricas, que es de 150KBps.
 Es por esto que 50X equivale a 7500KBps.
\layout Subsubsection

DVD-ROM
\layout Standard

Una unidad de DVD-ROM es un dispositivo que lee la información almacenada
 en discos DVD-ROM o CD-ROM.
\layout Standard

DVD-ROM quiere decir Disco Versátil Digital (o Disco de Video Digital)-
 de memoria de solo lectura, lo que significa que no puede cambiar la informació
n almacenada.
\layout Standard

El disco es similar en tamaño y forma a un CD pero puede almacenar más informaci
ón
\layout Standard

Un solo disco DVD puede almacenar al menos 4.7 GB (un sólo lado), lo que
 equivale a más de siete discos CD-ROM.
\layout Standard

Pueden tener un solo lado o doble lado.
 Cada uno puede almacenar una o dos capas de datos.
\layout Standard

Hoy en día es muy usado en reemplazo de los videos casette usados para almacenar
 películas.
\layout Standard

También existen DVD-R y DVD-RW que pueden ser grabados o regrabados, de
 forma similar a lo que sucede con los CD-ROM.
\layout Paragraph

Velocidad
\layout Standard

La velocidad de la unidad de DVD-ROM determina cuan rápido se puede transferir
 datos desde un disco a la computadora.
 Las más nuevas pueden alcanzar velocidades equivalentes a las de una unidad
 de CD-ROM.
\layout Subsection

Flash ROM.
\layout Standard

Memoria Flash
\layout Standard

Las memorias flash son memorias de lectura/escitura de alta densidad (gran
 capacidad de almacenamiento de bits) que son no volátiles.
 Alta densidad significa que se puede empaquetar en una pequeña superficie
 del chip, gran cantidad de celdas, lo que implica que cuanto mayor sea
 la densidad, más bits se pueden almacenar en un chip de tamaño determinado.
 La memoria flash es la memoria ideal porque posee una capacidad de almacenamien
to alta, es no volátil, tiene capacidad de lectura/escritura, rapidez de
 operación comparativamente alta, buena relación calidad/precio.
\layout Standard

Las tecnologías tradicionales de memoria como la ROM, RAM, EPROM, EEPROM,
 SRAM, DRAM, poseen una o más características pero ninguna de ellas tiene
 todas, excepto las memorias flash.
 Actualmente se utilizan en la fabricación de BIOS para computadoras, generalmen
te conocidos como FLASH-BIOS.
 La ventaja de esta tecnología es que permite actualizar el bios con un
 software proporcionado por el fabricante, sin necesidad de desmontar el
 chip del circuito final, ni usar aparatos especiales.
\layout Standard

Esta tecnología está ampliamente difundida en dispositivos portátiles, como
 cámaras digitales, reproductores de audio, teléfonos celulares, organizadores
 personales, etc.
\layout Section

Comparación de características generales.
\layout Standard


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Dispositivo
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\layout Standard

Medio
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Escritura
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T.
 Acceso
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Tasa Transf.
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Capacidad
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Interfaz
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Floppy
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Magnético
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Sí (puede estar protegido)
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Otros
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D.
 Rígido
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Magnético
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Sí
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200GB
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IDE, SCSI
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ZIP/JAZZ
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Magnético
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100MB
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750MB (ZIP) 1GB
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2GB (JAZZ)
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\layout Standard

IDE, SCSI, Paralelo, USB, Firewire
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CD
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\layout Standard

Óptico
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\layout Standard

Sólo CD-R (una vez) o CD-RW (varias veces)
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\layout Standard


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100ms
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\layout Standard

150KBps
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10MBps
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\layout Standard

50MB
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800MB
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IDE, SCSI, USB
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DVD
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Óptico
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Sólo DVD-R (una vez) o DVD-RW (varias veces)
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\layout Standard


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100ms
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\layout Standard

150KBps
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10MBps
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\layout Standard

5GB
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10GB
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IDE, SCSI, USB
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Flash
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Electrónico (basado en transistores MOS)
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Sí
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\layout Standard


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100ns
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\layout Standard

150KBps
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5MBps
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\layout Standard

64KB
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256MB
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\layout Standard

IDE, USB, Otros
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