UD 5. El disco duro. Sistemas de archivos. Formato de disco

El Disco Duro es un dispositivo magnético que almacena todos los programas y datos de la computadora.

Su capacidad de almacenamiento se mide en gigabytes (GB) y es mayor que la de un disquete (disco flexible).

Suelen estar integrados en la placa base donde se pueden conectar más de uno, aunque también hay discos duros externos que se conectan al PC mediante un conector USB.

DISCO DURO

El formato de disco es un conjunto de operaciones informáticas, independientes entre sí, físicas o lógicas, que permiten restablecer un disco duro, una partición del mismo o cualquier otro dispositivo de almacenamiento de datos a su estado original, u óptimo para ser reutilizado o reescrito con nueva información. Esta operación puede borrar, aunque no de forma definitiva, los datos contenidos en él. En algunos casos esta utilidad puede ir acompañada de un Particionado de disco.

De forma habitual, los usuarios hacen referencia al formato de disco para referirse al Formato de Alto Nivel.

Este formateo es de dos tipo:

FORMATO DE DISCO

FORMATO FÍSICO: También llamado de bajo nivel es el que define el tamaño de los sectores, así como su ubicación en los discos. Es un tipo de formateo que hay que hacerlo a través de unos programas específicos. generalmente proporcionados como utilidades por los propios fabricantes del disco. Una vez realizado un formateo físico es totalmente imposible recuperar nada de lo que hubiera en el disco anteriormente.

FORMATO LÓGICO: implanta un sistema de archivos que asigna sectores a archivos. En los discos duros, para que puedan convivir distintos sistemas de archivos, antes de realizar un formato lógico hay que dividir el disco en particiones; más tarde, cada partición se formatea por separado.

TIPOS DE FORMATO:

También llamados ficheros, estructuran la información guardada en un disco duro, que luego será representada ya sea textual o gráficamente.

Lo habitual es utilizar dispositivos de almacenamiento de datos que permiten el acceso a los datos como una cadena de bloques de un mismo tamaño, a veces llamados sectores, (También denominados clústers).

El software del sistema de archivos es responsable de la organización de estos sectores en archivos y directorios. En la práctica, un sistema de archivos también puede ser utilizado para acceder a datos generados dinámicamente, como los recibidos a través de una conexión de red.

Los sistemas de archivos tradicionales proveen métodos para crear, mover, renombrar y eliminar tanto archivos como directorios.

SISTEMA DE ARCHIVOS

Constitución y partes del disco duro

PLATOS: También llamados discos. Estosdiscos están elaborados de aluminio o vidrio recubiertos en susuperficie por un material ferromagnético apilados alrededor de uneje que gracias a un motor, a unavelocidad muy rápida. El diámetro de los platososcila entre los 5cm y 13 cm.

ATENDIENDO A SU CONSTITUCIÓN FÍSICA

CABEZAL DE LECTURA/ESTRUCTURA:

Es un conjunto de brazos alineados verticalmente que se mueven hacia dentro o fuera según convenga, todos a la vez. En la punta de dichosbrazos están las cabezas de lectura/escritura, que gracias al movimiento del cabezal pueden leer tanto zonas interiorescomo exteriores del disco.

IMPULSOR DEL CABEZAL :Es un motor que mueve loscabezales sobre el disco hastallegar a la pista adecuada,donde esperan que lossectores correspondientes giren bajo ellos para ejecutarde manera efectiva lalectura/escritura.

PISTAS:La superficie de un disco estadividida en unos elementosllamadas pistas concéntricas,donde se almacena lainformación. Las pistas están numeradas desde la parte exterior comenzando por el 0. Las cabezas se mueven entre la pista 0 a la pista más interna.

CILINDRO:Es el conjunto de pistas concéntricas de cada cara de cada plato, los cuales están situadas unas encima de las otras. Lo que se logra con esto es que la cabeza no tiene que moverse para poder acceder a las diferentes pistas de un mismo cilindro. Dado que las cabezas de lectura/escritura están alineadas unas con otras, la controladora de disco duro puede escribir en todas las pistas del cilindro sin mover el rotor. Cada pista esta formada por uno o más cluster.

SECTOR:Las pistas están divididas en sectores, elnúmero de sectores es variable. Un sectores la unidad básica de almacenamiento dedatos sobre los discos duros. Los discosduros almacenan los datos en pedazosgruesos llamados sectores, la mayoría de los discos duros usan sectores de 512bytescada uno. Comúnmente es la controladora del disco duro quien determina el tamaño de un sector en el momento en que el disco es formateado, en cambio en algunos modelos de disco duro se permite especificar el tamaño de un sector.

CLUSTER:Es un conjunto contiguode sectores que componen la unidad más pequeña de almacenamiento de un disco. Los archivos se almacenan enuno o varios clústeres,dependiendo de su tamaño deunidad de asignación. Sinembargo, si el archivo es máspequeño que un clúster, éste loocupa completo.

Sector de arranque:Es el primer sector de un disco duro en él se almacena la tabla de particiones yun programa pequeño llamado Master Boot. Este programa se encarga de leer la tabla

departiciones y ceder el control al sector de arranque de la partición activa, en caso de queno existiese partición activa mostraría un mensaje de error. Espacio particionado:

Es el espacio del disco que ha sido asignado a alguna partición. Espacio sin particionar:Es el espacio del disco que no ha sido asignado a ninguna partición.

ATENDICENDO A SU FORMATO DE DISCO LÓGICO

Los cuales están compuestos de varios platos, sobre los que se grabala información usando campos magnéticos. Para acceder a los datos,al igual que ocurre en un tocadiscos, se utilizan varias cabezaslectoras.Este modo de funcionamiento hace que un disco duro convencionaltenga varios inconvenientes, casi siempre relacionados con tener elementos móviles en su interior: Tiempos de lectura/escritura diferidos. Los discos tienen que dar vueltas

para funcionar. Necesitaras esperar a que se produzca esa rotación y llegue al lugar adecuado antes de empezar a trabajar con los datos.

Fiabilidad. El tener partes móviles hace que sea más sencillo que pueda sufrir problemas si el equipo se mueve. Esto que en un PC de sobremesa no es problema se convierte en un tema clave en los equipos portátiles que están más expuestos a golpes y vibraciones.

FUNCIONAMIENTO DE UN DISCO CONVENCIONAL

FAT16 En 1987 apareció lo que hoy se conoce como el formato FAT16. Se eliminó el

contador de sectores de 16 bits. El tamaño de la partición ahora estaba limitado por la cuenta de sectores por clúster, que era de 8 bits. Esto obligaba a usar clusters de 32 KiB con los usuales 512 bytes por sector. Así que el límite definitivo de FAT16 se situó en los 2 GiB.

Esta mejora estuvo disponible en 1988 gracias a MS-DOS 4.0. Mucho más tarde, Windows NT aumentó el tamaño máximo del cluster a 64 kilobytes gracias al "truco" de considerar la cuenta de clusters como un entero sin signo. No obstante, el formato resultante no era compatible con otras implementaciones de la época, y además, generaba más fragmentación interna (se ocupaban clusters enteros aunque solamente se precisaran unos pocos bytes). Windows 98 fue compatible con esta extensión en lo referente a lectura y escritura. Sin embargo, sus utilidades de disco no eran capaces de trabajar con ella.

TABLA DE ASIGNACIÓN DE ARCHIVOS

FAT32  Fue la respuesta para superar el límite de tamaño de FAT16 al mismo tiempo que se mantenía

la compatibilidad con MS-DOS en modo real. Microsoft decidió implementar una nueva generación de FAT utilizando direcciones de cluster de 32 bits (aunque sólo 28 de esos bits se utilizaban realmente).

En teoría, esto debería permitir aproximadamente 268.435.538 clusters, arrojando tamaños de almacenamiento cercanos a los ocho terabytes. Sin embargo, debido a limitaciones en la utilidad ScanDisk de Microsoft, no se permite que FAT32 crezca más allá de 4.177.920 clusters por partición (es decir, unos 124 gigabytes). Posteriormente, Windows 2000 y XP situaron el límite de FAT32 en los 32 GiB. Microsoft afirma que es una decisión de diseño, sin embargo, es capaz de leer particiones mayores creadas por otros medios.

FAT32 apareció por primera vez en Windows 95 OSR2. Era necesario reformatear para usar las ventajas de FAT32. Curiosamente, DriveSpace 3 (incluido con Windows 95 y 98) no lo soportaba. Windows 98 incorporó una herramienta para convertir de FAT16 a FAT32 sin pérdida de los datos. Este soporte no estuvo disponible en la línea empresarial hasta Windows 2000.

El tamaño máximo de un archivo en FAT32 es 4 GiB lo que resulta engorroso para aplicaciones de captura y edición de video, ya que los archivos generados por éstas superan fácilmente ese límite.

NTFS Es un sistema de archivos de Windows NT . Está basado en

el sistema de archivos HPFS de IBM/Microsoft usado en el sistema operativo OS/2, y también tiene ciertas influencias del formato de archivos HFS diseñado por Apple.

NTFS permite definir el tamaño del clúster, a partir de 512 bytes de forma independiente al tamaño de la partición.

Es un sistema adecuado para las particiones de gran tamaño requeridas en estaciones de trabajo de alto rendimiento y servidores.

Su principal inconveniente es que necesita para sí mismo una buena cantidad de espacio en disco duro.