Storage and peripheral devices · Dispositivos de almacenamiento y periféricos
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|---|---|
| magnetic hard disk/mæɡˈnetɪk hɑːd dɪsk/ | disco duro magnético |
| tracks/træks/ | pistas |
| sectors/ˈsektəz/ | sectores |
| solid-state drive/ˈsɒlɪd steɪt draɪv/ | unidad de estado sólido |
| floating-gate transistor/ˈfləʊtɪŋ ɡeɪt trænˈzɪstə/ | transistor de compuerta flotante |
| optical disc/ˈɒptɪkl dɪsk/ | disco óptico |
| laser printer/ˈleɪzə ˈprɪntə/ | impresora láser |
| drum/drʌm/ | tambor |
| toner/ˈtəʊnə/ | tóner |
| fuser/ˈfjuːsə/ | fusor |
| 3D printer/ˌθriː ˈdiː ˈprɪntə/ | impresora 3D |
| filament/ˈfɪləmənt/ | filamento |
| microphone/ˈmaɪkrəfəʊn/ | micrófono |
| diaphragm/ˈdaɪəfræm/ | diafragma |
| ADC/ˌeɪ diː ˈsiː/ | ADC |
| touchscreen/ˈtʌtʃskriːn/ | pantalla táctil |
| capacitive/kəˈpæsɪtɪv/ | capacitivo |
| resistive/rɪˈzɪstɪv/ | resistivo |
| virtual reality headset/ˈvɜːtʃuːəl rɪˈælɪti ˈhedset/ | gafas de realidad virtual |
Five megabytes that weighed a tonne
- In 1956 IBM shipped the first hard disk drive. It stored 5 megabytes on fifty spinning platters, each 24 inches across, and the unit weighed about a tonne.
- A 2.5-inch drive today holds a million times as much, using exactly the same idea: magnetise tiny regions of a spinning disc and read them back.
- The exam asks you to describe how each principal device works, step by step, in the order the mark scheme lists.
- This lesson takes them one at a time: the three kinds of storage, then the peripherals.
Cinco megabytes que pesaban una tonelada
- En 1956, IBM envió la primera unidad de disco duro. Almacenaba 5 megabytes en cincuenta platos giratorios, cada uno de 24 pulgadas de diámetro, y la unidad pesaba aproximadamente una tonelada.
- Una unidad de 2,5 pulgadas hoy en día almacena un millón de veces más, utilizando exactamente la misma idea: magnetizar regiones pequeñas de un disco giratorio y leerlas de nuevo.
- El examen te pide describir cómo funciona cada dispositivo principal, paso a paso, en el orden que lista la guía de corrección.
- Esta lección los trata uno por uno: los tres tipos de almacenamiento y luego los periféricos.
Magnetic hard disk
- A magnetic hard disk 磁盘 (HDD) stores data as magnetised regions on spinning platters coated with magnetic material.
- Each surface is divided into concentric tracks 磁道, and each track into sectors 扇区. A read/write head on an actuator arm moves across the platter to the right track and waits for the sector to pass under it.
- Cheap per gigabyte and large, but the moving parts make it slower, noisier and easier to damage by a knock.
The actuator arm swings the read/write head across the spinning platter
A platter stores data in concentric tracks, each divided into sectors
Disco duro magnético
- Un disco duro magnético (HDD) almacena datos como regiones magnetizadas en platos giratorios recubiertos con material magnético.
- Cada superficie está dividida en pistas concéntricas, y cada pista en sectores. Una cabeza de lectura/escritura en un brazo actuador se mueve sobre el plato hasta la pista correcta y espera a que el sector pase debajo de ella.
- Barato por gigabyte y de gran capacidad, pero sus partes móviles lo hacen más lento, ruidoso y más propenso a dañarse con un golpe.
El brazo actuador balancea la cabeza de lectura/escritura sobre el plato giratorio
Un plato almacena datos en pistas concéntricas, cada una dividida en sectores
Put the steps of reading a sector from a hard disk in order. · Ordene los pasos para leer un sector de un disco duro.
Spin, seek the track, wait for the sector, read the magnetisation: the two waits are why a hard disk is slower than an SSD. · Girar, buscar el carril, esperar el sector, leer la magnetización: las dos esperas son la razón por la que un disco duro es más lento que un SSD.
Solid-state (flash) memory
- A solid-state drive 固态硬盘 (SSD) stores data as electric charge trapped in floating-gate transistors 浮栅晶体管 inside NAND flash chips. No moving parts.
- So it is faster to access, silent, uses less power and survives being dropped. It costs more per gigabyte, and each cell can only be rewritten a limited number of times.
- The same flash memory is in USB sticks and memory cards.
Inside an SSD: rows of flash memory chips and a controller, nothing that moves
Memoria de estado sólido (flash)
- Una unidad de estado sólido (SSD) almacena datos como carga eléctrica atrapada en transistores de puerta flotante dentro de chips NAND flash. Sin partes móviles.
- Por lo tanto, es más rápida de acceder, silenciosa, consume menos energía y resiste caídas. Cuesta más por gigabyte, y cada celda solo puede reescribirse un número limitado de veces.
- La misma memoria flash se encuentra en memorias USB y tarjetas de memoria.
Interior de una SSD: filas de chips de memoria flash y un controlador, nada que se mueva
How does an SSD differ from a magnetic hard disk? · ¿En qué difiere un SSD de un disco duro magnético?
SSDs store charge in flash transistors — no moving parts, faster and tougher, but dearer per GB and cells wear out. · Los SSD almacenan carga en transistores flash —sin partes móviles, más rápidos y resistentes, pero más caros por GB y las celdas se desgastan.
Optical disc reader and writer
- An optical disc 光盘 (CD, DVD, Blu-ray) stores data along one long spiral track as pits and lands. A laser shines on the track and a sensor measures how much light is reflected: a change in reflectivity is read as a bit.
- A writer uses a stronger laser to change the surface, burning a dye layer or altering a phase-change layer, so the reflectivity pattern is created.
- Blu-ray uses a shorter-wavelength laser than DVD, so its pits are smaller and it holds more.
A laser reads the pits and lands of the spiral track
Lector y grabador de discos ópticos
- Un disco óptico (CD, DVD, Blu-ray) almacena datos a lo largo de una larga pista espiral como surcos y terrazas. Un láser incide sobre la pista y un sensor mide cuánto luz se refleja: un cambio en la reflectividad se lee como un bit.
- Un grabador usa un láser más potente para cambiar la superficie, quemando una capa de tinte o alterando una capa de cambio de fase, creando así el patrón de reflectividad.
- El Blu-ray utiliza un láser de longitud de onda más corta que el DVD, por lo que sus surcos son más pequeños y almacena más datos.
Un láser lee los surcos y terrazas de la pista espiral
How does an optical disc (CD/DVD) store and read data? · ¿Cómo almacena y lee datos un disco óptico (CD/DVD)?
A laser reads the pattern of pits; writing uses a stronger laser to change reflectivity. · Un láser lee el patrón de surcos; la escritura usa un láser más fuerte para cambiar la reflectividad.
Match each secondary-storage type to how it stores data. · Empareje cada tipo de almacenamiento secundario con cómo almacena datos.
The three storage technologies — magnetic, solid-state and optical — differ in the physics they use to hold a bit. · Las tres tecnologías de almacenamiento —magnético, estado sólido y óptico— difieren en la física que usan para mantener un bit.
Worked example: choosing a storage device
- Always give the device and the reason that fits the scenario.
- A student's laptop: an SSD, because it has no moving parts, so it survives being carried, starts quickly and draws little power from the battery.
- A family's photo and video archive: a magnetic hard disk, because it is the cheapest per gigabyte for several terabytes that are read only occasionally.
- A film sold in shops: an optical disc, because discs are cheap to press in volume and the customer cannot overwrite them.
Ejemplo resuelto: elegir un dispositivo de almacenamiento
- Siempre proporciona el dispositivo y la razón que se ajuste al escenario.
- Una laptop de estudiante: una SSD, porque no tiene partes móviles, por lo que resiste ser transportada, arranca rápidamente y consume poca batería.
- Un archivo de fotos y videos familiar: un disco duro magnético, porque es el más barato por gigabyte para varios terabytes que solo se leen ocasionalmente.
- Una película vendida en tiendas: un disco óptico, porque los discos son baratos de prensar en volumen y el cliente no puede sobrescribirlos.
Match each scenario to the best storage device. · Empareje cada escenario con el mejor dispositivo de almacenamiento.
The device is only half the answer; the reason that fits the scenario is the other half. · El dispositivo es solo la mitad de la respuesta; la razón que encaja con el escenario es la otra mitad.
Laser printer
- A laser printer 激光打印机 works in the steps the mark scheme lists. The page data goes to the printer's buffer. The drum 感光鼓 is given a uniform electrostatic charge.
- A laser, reflected off a rotating mirror, scans the image onto the drum and removes the charge where it strikes, so the charge left matches the page.
- Toner 墨粉, a charged powder, is attracted only to the charged parts of the drum. The paper is given the opposite charge and the toner transfers onto it.
- The fuser 定影器, a pair of heated rollers, melts the toner into the paper. The drum is discharged and cleaned for the next page.
A laser printer: charge, laser, toner, transfer, fuse
Impresora láser
- Una impresora láser funciona según los pasos que lista la guía de corrección. Los datos de la página van al búfer de la impresora. El tambor recibe una carga electrostática uniforme.
- Un láser, reflejado por un espejo giratorio, escanea la imagen sobre el tambor y elimina la carga donde impacta, de modo que la carga restante coincide con la página.
- El toner, un polvo cargado, es atraído únicamente a las partes cargadas del tambor. Se da carga opuesta al papel y el toner se transfiere a él.
- El fusor, un par de rodillos calentados, derrite el toner dentro del papel. El tambor se descarga y limpia para la siguiente página.
Una impresora láser: carga, láser, toner, transferencia, fusión
How a laser printer prints a page · Cómo una impresora láser imprime una página
Step through the five stages in the order the mark scheme lists them — charge, laser, toner, transfer, fuse. · Recorra las cinco etapas en el orden que las enumera la hoja de corrección: carga, láser, tóner, transferencia, fusión.
Put the stages of laser printing in order. · Ordene las etapas de la impresión láser.
Charge, laser, toner, transfer, fuse. The mark scheme gives the steps in this order, and so should you. · Carga, láser, tóner, transferencia, fusión. La hoja de corrección da los pasos en este orden, y usted también debería hacerlo.
3D printer
- A 3D printer 3D打印机 builds a solid object layer by layer from a digital model.
- The model is designed in CAD software or scanned; slicing software cuts it into thin horizontal layers and produces the instructions for each.
- An FDM printer melts plastic filament 塑料丝 and lays it down through a moving nozzle; a resin printer cures liquid resin with UV light; a powder printer fuses powder with a laser. Each layer bonds to the one below.
- Uses: prototypes, custom medical parts such as prosthetics, spare parts made on demand.
An FDM 3D printer melts filament and builds the object one layer at a time
Impresora 3D
- Una impresora 3D construye un objeto sólido capa por capa a partir de un modelo digital.
- El modelo se diseña en software CAD o se escanea; el software de corte lo divide en capas horizontales finas y produce las instrucciones para cada una.
- Una impresora FDM funde filamento de plástico y lo deposita a través de una boquilla móvil; una impresora de resina cura resina líquida con luz UV; una impresora de polvo une el polvo con un láser. Cada capa se adhiere a la inferior.
- Usos: prototipos, piezas médicas personalizadas como prótesis, repuestos fabricados bajo demanda.
Una impresora 3D FDM funde filamento y construye el objeto capa por capa
A 3D printer builds an object one ____ at a time, each bonding to the one below. · Una impresora 3D construye un objeto una ____ a la vez, cada una uniéndose a la de abajo.
Slicing software cuts the model into thin horizontal layers; the printer deposits, cures or fuses one layer at a time. · El software de rebanado corta el modelo en capas horizontales finas; la impresora deposita, cura o fusiona una capa a la vez.
Microphone and speakers
- In a microphone 麦克风, sound waves make a diaphragm 膜片 vibrate. The diaphragm moves a coil in a magnetic field (or changes the gap of a capacitor), producing a varying electrical signal.
- That signal is analogue, so an ADC 模数转换器 (analogue-to-digital converter) samples it and turns it into binary before it can be stored.
- A speaker runs the process backwards: a DAC produces a varying current, the current in a coil makes it move in a magnetic field, and the attached cone pushes the air to make sound.
Inside a microphone: sound vibrates the diaphragm and coil to produce a current
A speaker is a microphone in reverse: current moves the coil, the cone moves the air
Micrófono y altavoces
- En un micrófono, las ondas sonoras hacen vibrar un diafragma. El diafragma mueve una bobina en un campo magnético (o cambia la separación de un condensador), produciendo una señal eléctrica variable.
- Esa señal es analógica, por lo que un ADC (convertidor analógico-digital) la muestrea y la convierte en binaria antes de poder almacenarla.
- Un altavoz invierte el proceso: un DAC produce una corriente variable, la corriente en una bobina hace que se mueva en un campo magnético, y el cono adjacente empuja el aire para producir sonido.
Interior de un micrófono: el sonido vibra el diafragma y la bobina para producir corriente
Un altavoz es un micrófono a la inversa: la corriente mueve la bobina, el cono mueve el aire
A microphone's analogue signal must pass through which component to be stored digitally? · La señal analógica de un micrófono debe pasar por qué componente para almacenarse digitalmente?
An ADC converts the continuous analogue signal into digital samples the computer can store. · Un ADC convierte la señal analógica continua en muestras digitales que la computadora puede almacenar.
Put the steps of recording sound digitally in order. · Ordene los pasos para grabar sonido digitalmente.
A microphone is a transducer (sound → voltage); the ADC then turns that analogue signal into storable digital samples. · Un micrófono es un transductor (sonido → voltaje); luego el ADC convierte esa señal analógica en muestras digitales almacenables.
Touchscreen
- A touchscreen 触摸屏 is both an input device and an output device.
- Capacitive 电容式: the glass carries a layer that stores charge. A finger touching it changes the charge at that point, and sensors at the corners work out the coordinates. Accurate, bright, supports multi-touch, but needs a conductive touch.
- Resistive 电阻式: two flexible layers separated by a small gap. Pressing them together completes a circuit at the touch point and the voltage gives the coordinates. Works with a stylus or a gloved hand, but is dimmer and cannot do multi-touch.
Capacitive touchscreens respond to the charge of a fingertip
Pantalla táctil
- Una pantalla táctil es tanto un dispositivo de entrada como de salida.
- Capacitiva: el vidrio lleva una capa que almacena carga. Un dedo que la toca cambia la carga en ese punto, y los sensores en las esquinas calculan las coordenadas. Precisa, brillante, admite multitoque, pero requiere un toque conductor.
- Resistiva: dos capas flexibles separadas por una pequeña separación. Presionarlas juntas completa un circuito en el punto de contacto y el voltaje da las coordenadas. Funciona con un stylus o con guantes, pero es más tenue y no puede hacer multitoque.
Las pantallas táctiles capacitivas responden a la carga de la yema del dedo
A capacitive touchscreen supports multi-touch and responds to a conductive finger, while a resistive one needs physical pressure. · Una pantalla táctil capacitiva admite multitoque y responde a un dedo conductor, mientras que una resistiva necesita presión física.
Capacitive screens sense a finger disturbing a charge field (multi-touch, accurate); resistive screens work by pressing two layers together. · Las pantallas capacitivas detectan un dedo perturbando un campo de carga (multitoque, preciso); las pantallas resistivas funcionan presionando dos capas juntas.
Virtual reality headset
- A virtual reality headset 虚拟现实头显 shows each eye a slightly different image on its own display (or half of one screen), so the brain sees depth.
- A gyroscope and an accelerometer sense how the head turns and tilts; the images are redrawn many times a second to match, so the scene appears fixed while the user looks around.
- Headphones supply sound that changes with head position, and external cameras or infrared sensors may track where the user is standing.
A VR headset: two images, motion sensors and sound that follows the head
Auriculares de realidad virtual
- Un auricular de realidad virtual muestra a cada ojo una imagen ligeramente diferente en su propia pantalla (o la mitad de una sola), para que el cerebro perciba profundidad.
- Un giroscopio y un acelerómetro detectan cómo gira e inclina la cabeza; las imágenes se redibujan muchas veces por segundo para coincidir, de modo que la escena parece fija mientras el usuario mira a su alrededor.
- Los auriculares proporcionan sonido que cambia con la posición de la cabeza, y cámaras externas o sensores infrarrojos pueden rastrear dónde está parado el usuario.
Un auricular VR: dos imágenes, sensores de movimiento y sonido que sigue la cabeza
Which of these are features of a virtual reality headset? Select all · todos that apply. · ¿Cuáles de estos son características de un auricular de realidad virtual? Seleccione todos los que correspondan.
Two images give depth, the motion sensors keep the scene fixed as the head turns, and the audio follows. Pits and lands belong to optical discs. · Dos imágenes dan profundidad, los sensores de movimiento mantienen la escena fija al girar la cabeza, y el audio sigue. Los surcos y zonas planas pertenecen a discos ópticos.
Worked example: "describe the principal operation"
- Task: describe how a magnetic hard disk stores and reads data. [4]
- Platters coated with magnetic material spin at high speed. The surface is divided into tracks and sectors. A read/write head on an actuator arm moves to the correct track. Data is stored as magnetised regions representing 1s and 0s, and the head detects the magnetisation as the sector passes beneath it.
- Four separate steps, in order, each naming a part. That is how the four marks are given.
Ejemplo resuelto: "describe la operación principal"
- Tarea: describe cómo un disco duro magnético almacena y lee datos. [4]
- Los platos recubiertos con material magnético giran a alta velocidad. La superficie está dividida en pistas y sectores. Una cabeza de lectura/escritura en un brazo actuador se mueve a la pista correcta. Los datos se almacenan como regiones magnetizadas que representan 1s y 0s, y la cabeza detecta la magnetización a medida que el sector pasa debajo de ella.
- Cuatro pasos separados, en orden, nombrando cada uno una parte. Así se otorgan los cuatro puntos.
Marks that slip away
- "An SSD is faster" is not an operation. Say what stores the data (charge in transistors) and why it is fast (no moving parts).
- Toner sticks to the charged parts of the drum, and the fuser melts it. Leaving out either the charge or the heat loses the sequence.
- A microphone needs an ADC before the sound can be stored; a speaker needs a DAC. Name the converter.
- Capacitive and resistive are not two words for one thing. Capacitive detects a change in charge; resistive detects two layers pressed together.
Puntos que se pierden fácilmente
- Decir "una SSD es más rápida" no es una operación. Di qué almacena los datos (carga en transistores) y por qué es rápida (sin partes móviles).
- El toner se adhiere a las partes cargadas del tambor, y el fusor lo derrite. Omitir ya sea la carga o el calor pierde la secuencia.
- Un micrófono necesita un ADC antes de que el sonido pueda almacenarse; un altavoz necesita un DAC. Nombra el convertidor.
- Capacitivo y resistivo no son dos palabras para lo mismo. Lo capacitivo detecta un cambio en la carga; lo resistivo detecta dos capas presionadas juntas.
You've got it
- HDD: magnetised regions on spinning platters, tracks and sectors, moving head; SSD: charge in flash transistors, no moving parts; optical: laser reads pits and lands
- laser printer: charge the drum → laser draws the page → toner sticks to the charge → transfers to paper → fuser melts it
- 3D printer builds layer by layer from a sliced model; microphone diaphragm + coil + ADC; speaker is the reverse
- touchscreen: capacitive (charge, multi-touch) or resistive (pressed layers); VR headset: two images, motion sensors, head-tracked sound
Ya lo tienes
- HDD: regiones magnetizadas en platos giratorios, pistas y sectores, cabeza móvil; SSD: carga en transistores flash, sin partes móviles; óptico: láser lee surcos y terrazas
- impresora láser: cargar el tambor → láser dibuja la página → toner se adhiere a la carga → transfiere al papel → fusor lo derrite
- impresora 3D construye capa por capa a partir de un modelo cortado; micrófono diafragma + bobina + ADC; altavoz es lo inverso
- pantalla táctil: capacitiva (carga, multitoque) o resistiva (capas presionadas); auricular VR: dos imágenes, sensores de movimiento, sonido seguido de la cabeza