sistemas abiertos

Origenes.

La tendencia de recurrir a sistemas abiertos ha sido a largo plazo. No fue sino hasta el 1989 cuando se le dió carácter al concepto de sistemas abiertos, no existiendo todavía estándares para los equipos de computación. Con la aparición de los computadores personales surgió la portabilidad de los softwares, así los usuarios y los fabricantes demandaban las mismas facilidades en grandes equipos independientemente del hardware del fabricante.

La idea de sistemas abiertos surge de la necesidad de un sistema operativo estándar mundial; y éstos estándares deberían ofrecer los siguientes elementos:

• Interoperabilidad entre computadores de cualquier fabricantes.
• Portabilidad de software en distintos hardwares.
• Compatibilidad entre diferentes versiones de sistemas operativos.
• Escalabilidad del software en diferentes plataformas de hardware.

Este movimiento ha traido cambios importantes en lo que hasta ahora ha sido el mantenimiento y proceso de la información. Cada fabricante se mantiene a la vanguardia para satisfacer las necesidades de los sistemas abiertos.

Por otro lado se encuentra la necesidad que tenían las instituciones de intercambiar información, lo cual era tarea difícil o casi imposible, ya que los equipos eran diferentes en su Arquitectura.

En el año 1977, para solucionar el problema de arquitectura propia entre equipos, la Organizacion Internacional de Estandarización ( ISO) creó el subcomite SC16, el cual desarrollo el modelo de arquitectura llamado "Modelo de Referencia para la Intercomunicacion de Sistemas Abiertos" ( OSI). Dicho modelo fue evolucionando y se llegó a estructurar en siete niveles, de los cuales los tres inferiores constituyen un estándar muy difundido que se conoce con el nombre de X.25.-

En el año 1980 se estableció un organismo para el desarrollo de estándares en la confección de sistemas abiertos, así surge el llamado USR/GROUP, conocido hoy como UNIFORUM. No fue sino hasta el 1987 cuando este organismo publicó un documento sobre especificaciones en la construcción de sistemas abiertos. El énfasis se hizo en remover la información e implementación específica de las máquinas usando valores simbólicos en lugar de valores numéricos.

El estándar POSIX.1 fue el resultado de los trabajos comenzados por el comite USR/GROUP. El primer sistema en cumplir todos los estándares del POSIX fue el CTOS, diseñado para el manejo de tareas de transacciones intensivas en redes dispersas geograficamente.

Existen serias razones que han motivado el surgimiento de los sistemas abiertos, las cuales pueden resumirse de la siguiente manera:

• Los ejecutivos empezaron a utilizar computadores personales, con los cuales podían correr el mismo software sin importar el fabricante de la máquina, lo que conllevaba a cierta independencia del proveedor, así se preguntaron porque no ocurría lo mismo con los mainframes.
• Los sistemas propietarios obligan a que el mantenimiento de los equipos sea dado por el mismo

proveedor.

• La carencia de recursos disponibles: preparación humana, dinero, capacidad de proceso para emigrar las aplicaciones viejas a las nuevas, etc.
• Los usuarios demandaban que los equipos de cómputos permitieran la comunicaciones entre

equipos de diferenntes proveedores.

Los tecnólogos informáticos pensaron que los mainframes desaparecerian con el surgimiento de los sistemas pequeños. Hoy en dia éstos equipos representan la vía por la cual se puede organizar el enredo de tecnología causada por proveedores diferentes. Estos equipos se encargarían de realizar las misiones mas serias del cómputo: procesos de transacciones en linea, manejo de base de datos y redes de comunicaciòn compleja.

Disco Óptico:

Un disco sobre el que se lee y escribe con luz. En esta categoria se incluye los CD-ROMs, que son grabados en el momento de su fábricación y no pueden ser borrados. Los Worms(Write Once Read Many) que son grabados en el entorno del usuario y tampoco pueden ser borrados. Y los borrables, que son aquellos que pueden ser reescritos una y otra vez, para esto se utiliza la tecnología Magnéto Óptica(MO) y cambio de fase. Estos temas se explicarán a continuación en detalle.

CD-ROM
Estos discos se basan en la misma tecnología que se utiliza en los CDs de audio, y fue la primera que se desarrollo. Este medio de almacenamiento tiene la desventaja de que no es posible reescribir en ellos, esto lo hace un medio ideal para distribuir software. Estos discos pueden producirse en masa, a muy bajo costo y con una maquinaria totalmente automatizada.

Los CD-ROMs se elaboran utilizando un láser de alto poder para formar agujeros en un disco maestro, luego se hace un molde que se usa para imprimir copias en discos plásticos. Luego se aplica en la superficie una delgada capa de aluminio, seguida de otra de plástico transparente para protección.

Los CD-ROMs se leen mediante un detector que mide la energía reflejada de la superficie al apuntar a esta un láser de bajo poder. Los agujeros, que se denominan huecos (pits), y las áreas sin laserizar entre estos, que se denominan zonas planas (lands), producen una diferente reflectividad del haz de láser, lo que hace posible distinguir entre ambos y recibir dos estados posibles: 0 y 1. Pero no se indica un 0 o un 1 con un land o un pit, sino que un pit indica el cambio de estado, osea de 0 a 1 o de a 1 a 0, y segun la cantidad de lands que haya, el estado se mantiene estable, osea mientras no se cambie de estado se mantiene una zona de lands(Ver figura 1). De esta manera, se trata de realizar la minima cantidad de huecos(pits) posibles en el disco, y así poder escribir más rápidamente.

Puede estimarse entre 10 y 15 años la permanencia de la información en un CD ROM común, dado que la superficie de aluminio que contiene la información se oxida muy lentamente en ese lapso, salvo que sea sometida a una protección anti-óxido especial, o sea de oro

Los CD-Roms están constituidos por una pista en espiral que presenta el mismo número de bits por centímetro en todos sus tramos(densidad lineal constante),para aprovechar mejor el medio de almacenamiento, y no desperdiciar espacio como sucede en los discos magnéticos. Es por esto que en la lectura y grabación de un CD, a medida que el haz láser se aleja del centro del disco, la velocidad debe disminuir, ya que en el centro el espiral es de menos longitud que en los bordes(ver figura 2). Alternando las velocidades se logra que la cantidad de bits leídos por segundo sea constante en cualquier tramo, sea en el centro o en los bordes. SI esta velocidad sería constante, se leerían menos bits por segundo si la zona esta más cerca del centro, y más si esta más cerca de los bordes. Todo esto significa que un CD gira a una velocidad angular variable.

Para poder lograr que los CDs tengan igual densidad en cualquier tramo de la espiral, en la grabación , el haz láser emitido por la cabeza( que se mueve en línea recta radial desde el centro al borde del plato) genera la espiral a velocidad lineal constante(CLV), esto significa que la cantidad de bits grabados por segundos será constante.

Pero para poder lograr esto, y mantener una densidad lineal constante y la pista en espiral, será necesario que el CD gire a una velocidad angular variable(explicado anteriormente). Por lo tanto, por girar un CD a una velocidad angular variable, y ser escrito a velocidad linear constante, se escriben y leen la misma cantidad de bits por segundo y por centímetro, cualquiera sea la posición del mismo. Mientras que cada vuelta de la espiral contendrá más o menos bits según si este más cerca del centro o del borde.

Uno de los problemas del CD-ROM es que la impresión de discos de aluminio con cubierta plástica no es muy precisa, por lo cual la información digital contiene, por lo general, muchos errores. Existen dos formas para corregir estos errores:

1. 

2. La cabeza lectora de la unidad contiene un espejo de precisión manejado por un mecanismo que se utiliza para encontrar errores en la superficie del disco.
3. Los datos se graban utilizando un algoritmo denominado ‘código de corrección de errores de Reed Solomon’. Este es similar al algoritmo de Hamming, pero al utilizar mas bits de paridad, puede corregir mayor cantidad de errores.

Un tipo de CD-ROM de 60 min de duración (también son comunes los de 74 min) presenta la espiral constituida por 270000 marcos conteniendo cada uno 2048 bytes (2 K) para datos. En total se pueden almacenar: 527 Mb. La espiral presenta unas 16000 vueltas por pulgada radial(t.p.i). Se debe tener en cuenta que en el espesor de un cabello entran 50 vueltas.

Antes de grabar el disco "maestro",un programa fracciona cada archivo a grabar en marcos de 2048 bytes de datos, y les agrega, conforme a los campos de un marco.:

1. unos y ceros indicadores de comienzo de marco , que sirven para sincronismo con la lectora de CD.
2. una secuencia de bits que irá en la cabecera (header) de cada marco para poder localizarlo.

Para poder localizar un marco dentro del CD , este se identifica por una dirección formada por 3 variables. Teniendo en cuenta el CD de 60 minutos (antes explicado), las primeras dos variables de la dirección son los minutos y los segundos horarios(mm:ss), los cuales obviamente varían desde 0 hasta el 59. El comienzo del espiral, o sea el centro del CD, tiene la dirección 00:00, este va progresando según va creciendo el espiral, hasta llegar a la dirección 59:59. Pero estas direcciones no son suficientes para localizar cada marco, de ahi viene la utilidad de la tercer variable. Esta variable, indica el numero de marco, teniendo en cuenta los minutos y segundos, y sus valores pueden ser desde el 0 hasta el 74. Osea, que por cada segundo , hay 75 marcos. De esta manera hay 60 valores posibles para los minutos y los segundos, y 75 para cada marco, hay 270 000 direcciones posibles, por lo cual existe una dirección para cada marco.

Teniendo en cuenta esto, podemos deducir, que por ejemplo el marco 155, tendrá la dirección 0:2 4. Esto se deduce ya que sí por c/seg existen 75 marcos, si la dirección es 2 seg, esta pertenece al marco 150, entonces para direccionar el marco 155, el marco es el numero 4.

Existen unidades lectoras de CD-ROM de tipo 2x, 4x, 6x,... velocidad simple de una unidad de CD de audio estándar respectivamente.
Si bien los CD-ROM son los CD más usados para almacenar programas y datos, las unidades lectoras de CD actuales también permiten leer información digital de otros tipos de CD basados en la misma tecnología, con vistas a aplicaciones en multimedia, como ser:
CD-DA (Digital Audio): es el conocido CD que escuchamos en un reproductor de CD para audio. Podemos escuchar la música que contiene mientras trabajamos con una PC, o bien mezclarla en usos multimedia.
CD-I son las iniciales de disco compacto interactivo. De tecnología semejante al CD-ROM, puede combinar datos, audio y video, conforme a un estándar multimedia propuesto por Phillips y Sony en 1986. Este también define métodos para codificar y decodificar datos comprimidos, y para visualizarlos. Almacena 72 minutos de audio digital estéreo ó 19 horas de conversación de calidad en mono, ó 6000 a 1500 imágenes de video - según la calidad deseada- que pueden buscarse interactivamente y mezclarse. Para utilizarse el mismo, se requiere de una plaqueta especial.
CD-ROM XA (de extended Architecture): es un estándar para sonido e imagen propuesto por Phillips, Sony y Microsoft, extensión de las estructuras de un CD-ROM, que especifica la grabación comprimida de sonido en un CD-ROM por el sistema ADPCM, también empleado en CD-I. Esto hace que un CD-ROM XA sea un puente entre el CD-ROM y el CD-I.
DVI es un tipo de CD ROM que integra video, televisión, gráficos con animación, audio multicanal y textos. Necesita plaquetas adicionales. Debido a una técnica de compresión de datos, éstos ocupan 120 veces menos lugar, permitiendo ver una hora de video de 30 imágenes por segundo. A esta velocidad, dado que una imagen de TV ocupa 600 KB, para ver un segundo se requieren 600 KB x 30 = 18 MB. De no existir compresión, los 600 MB de un CD ROM sólo permiten unos 600/18 » 30 seg. de visión. Los reproductores de CD actuales pueden leer CD-ROM, CD-R (de varias sesiones), CD-ROM XA, Photo CD, Video-CD, CD-I, CD-plus, y CD-DA.

WORM

Los WORMs (Write Once Read Many) son discos òpticos en los que, como el nombre lo indica, se puede escribir una sola vez, y acceder a los datos tantas veces como se quiera. Estos aparecieron ya que este dispositivo permite al usuario escribir el mismo en el disco. Sin embargo, una vez que se ha laserizado un hueco en la superficie, este ya no puede borrarse. Los discos que utilizan la tecnología Worm más conocidos en el mercado son los CD-R (Compact Disc Recordable), llamados anteriormente CD-WO(Write Once).

El proceso de grabación se realiza de la siguiente manera: el CD contiene una espiral, parcialmente pregrabada de fabrica que contiene las direcciones de los marcos, que sirve de guía para el láser. Este espiral posee una capa orgánica(un pigmento) translúcida que cuando el haz incide en una posición, esta se calienta decolorando el pigmento. En sima de esta capa se encuentra un capa de oro que sirve para reflejar el haz láser en cada lectura.

En la lectura, la capa orgánica deja pasar el haz láser hacia la capa de oro, o sea la capa reflectora, reflejandose de forma distinta según el haz haya atravesado un punto decolorado o no, simulando de esta manera en la lectura pits para las zonas decoloradas, y lands para las zonas donde no incidió el láser. Esto sucede ya que las zonas decoloradas producen una reflexion similar a la de un pit, y lo mismo con la de una zona sin decolorar con un land. Es por esto que CD-R ya grabado se lee como un CD-ROM .

Un CD-R no es necesariamente grabado en una sola sesión, se puede grabar en varios momentos como archivos que se quiere incorporar, hasta llegar a los 650 Mb(llamamos sesión a cada momento que se graba una determinada cantidad de archivos en un CD-R). Es por esto que un CD-R se debe grabar con la siguiente estructura para poder contener múltiples sesiones:

Los primeros 4 mm de ancho radial de una espiral de un CD-R o de un CD-ROM constituyen el "lead in", que antecede a la zona de datos. Esta es de unos 29 mm de ancho, y le sigue el "lead out" de 1 mm.

En un CD-R, el "lead-in" es precedido por dos áreas necesarias para alinear el haz láser a fin de poder grabar lo que sigue. Cada sesión de grabado de la espiral debe comenzar con la escritura de un "lead in", y terminar con la de un "lead out". A su vez, cada "lead in" debe contener la tabla de contenidos ("Table of contents" TOC), índice de los datos grabados en la sesión correspondiente.

Debe mencionarse que un CD-R grabado en "multisesiones" debe ser leído por un lector de CD-ROM apropiado (como son los actuales). De no serlo, sólo leerá la primer sesión.
Los sistemas operativos de una PC utilizan para la lectura de un CD-ROM el formato lógico HSG/ISO 9660. Este es un estandar de una organización interna de los CD –ROM establecida en 1985 por la empresa High Sierra Group, utilizado para establecer normas de compatibilidad entre los CDs.

Uno de los usos del CD-R que no se mencionó es el del Photo Cd. Este es un estándar elaborado en 1990 por Phillips y Eastman Kodak que especifica el procedimiento para convertir fotografías de 35 mm en señales digitales para ser grabadas en un CD-R en una o varias sesiones. La grabación se realiza durante el revelado de la película. Así se guardan cientos de fotos color en un CD-R.