UT-X. Discos duros: Dispositvos de almacenamieno magnétcos. 1
1. DISPOSITIVOS MÁGNETICOS Enendemos por dispositvos magnétcos aquéllos que para almacenar la información utlian las propiedades magnétcas de los elemenos que lo componen. En ese tpo de sopores distnguiremos principalmene dos elemenos! cu"a nauralea variar# dependiendo del sopore: $ Un susrao que puede ser de aluminio! vidrio o pl#stco
$ Una l#mina que puede ser me#lica o de cualquier oro maerial magneta%le como el cromo.
El material magnetizable que recubre el sustrato está agrupado en celdas. Dependiendo del tamaño de cada celda se podrá almacenar más o menos información en la misma superficie. Cada celda va a representar un bit y el material en cada celda puede estar magnetizado en alguno de los dos estados estables o bien puede estar sin magnetizar como se puede apreciar en la figura anterior. La cabeza de lectura/escritura lectura/escritura permitirá leer el soporte reconociendo reconociendo la magnetización de las celdas o podrá escribir la información magnetizando la superficie del mismo.
En el dispositvo e&ise un ca%eal de lecura'escriura! que es una %o%ina enrollada en un n(cleo ferromagnétco! de al manera que! al pasar la elecricidad! forma un elecroim#n. Ese elecroim#n! al pasar so%re la super)cie del sopore! alera la disposición de las par*culas magnétco-sensi%les. Esa disposición de las par*culas var+a seg(n la dirección de la corriene que pasa por el ca%eal ,cam%ia su polaridad! " es precisamene ese mecanismo el que se utlia para codi)car la información %inaria ,s " 1s en el sopore.
/or ora pare! los daos se leen sin corriene en el ca%eal " son los grupos de par*culas polariadas polariadas del revestmieno del disco ,peque0os imancios los que crean un campo magnétco! a ravés del cual pasa el ca%eal. El movimieno del ca%eal a ravés del disco " el campo magnétco genera una corriene elécrica que uir# a ravés de los 2ilos del ca%eal. 3a dirección en la que u"e la corriene depender# de las polaridades de cada una de las %andas "! deecando los cam%ios en la dirección de la corriene! el periférico sa%r# si se raa de un 1 o de un . El dispositvo magnétco m#s imporane es el disco duro. 1.1 D45675 DU875
UT-X. Discos duros: Dispositvos de almacenamieno magnétcos. 9 De)nición de Disco Duro seg(n i;ipedia: e que gira a gran velocidad denro de una ca>a me#lica sellada. 5o%re cada plao se si(a un ca%eal de lecura'escriura que oa so%re una delgada l#mina de aire generada por la roación de los discos.?
La unidad de disco es un dispositivo normalmente interno que consta de dos partes: una mecánica que se encarga de leer o escribir la información de forma magnética y binaria, y otra electrónica que interpreta la información y la prepara para grabarla o mandarla al bus del sistema.
1 U@ D4567 DU87 A45T7 DE5DE BUE8C. Todo disco duro de%e ener unas medidas de acuerdo a alguno de los facores de forma que e&isen para ellos. Eso es as+ para poder alo>arse sin pro%lemas en los 2a%i#culos destnados para los discos en las ca>as de los ordenadores o de cualquier oro dispositvo que los engan que utliar.
El primer tipo de " factor de forma" de los discos duros, heredó sus dimensiones de las disqueteras de ! pulgadas #,#$ cm% para que pudieran ser montados en sus mismos chasis. E&isten los siguientes factores de forma para discos duros:
8 pulgadas: '(),*))+,*-'
mm $,*(,-'(*)(,' pulgadas%. En )$+$, hugart /ssociates sacó el primer factor de forma compatible con los disco duros, /)000, teniendo las mismas dimensiones y siendo compatible con la interfa1 de # pulgadas de las disqueteras. 2ab3a dos versiones disponibles, la de la misma altura y la de la mitad de altura #,+mm%. 5,25 pulgadas: )(-,)*(),(*'0 mm ,+*),-*# pulgadas%. Este factor de forma es el primero usado por los discos duros de eagate en )$#0 con el mismo tama4o y altura má&ima de los 566 de 7 pulgadas, por e8emplo: #', mm má&imo. 9ste es dos veces tan alto como el factor de # pulgadas, que comnmente se usa hoy; por e8emplo: (),( mm ),-( pulgadas%. La mayor3a de los modelos de unidades ópticas 6<6=>6% de )'0 mm usan el tama4o del factor de forma de media altura de 7, pero también para discos duros. El modelo ?uantum @igfoot es el ltimo que se usó a finales de los $0A. 3,5 pulgadas: )0),-*',(*)(- mm (*)*.+ pulgadas%. Este factor de forma es el primero usado por los discos duros de Bodine que tienen el mismo tama4o que las disqueteras de !, (),( mm de altura. 2oy ha sido en gran parte rempla1ado por la l3nea "slim" de ',(mm ) pulgada%, o "loCDprofile" que es usado en la mayor3a de los discos duros. 2,5 pulgadas: -$,#*$,D)*)00 mm ',+*0,+(D0,$*,$( pulgadas%. Este factor de forma se introdu8o por rairieFeG en )$## y no se corresponde con el tama4o de las lectoras de disquete. Este es frecuentemente usado por los discos duros de los equipos móviles portátiles, reproductores de msica, etc...% y en '00# fue reempla1ado por unidades de , pulgadas de la clase multiplataforma. 2oy en d3a
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la dominante de este factor de forma son las unidades para portátiles de $, mm, pero las unidades de mayor capacidad tienen una altura de )', mm. 1,8 pulgadas: (*#*+) mm. Este factor de forma se introdu8o por Hntegral eripherals en )$$ y se involucró con /F/D+ LH5 con las dimensiones indicadas y su uso se incrementa en reproductores de audio digitaly su subnotebooG. La variante original posee de 'I@ a I@ y cabe en una ranura de e&pansión de tar8eta de ordenador personal. on usados normalmente en iods y discos duros basados en J. 1 pulgada: (',#**-,( mm. Este factor de forma se introdu8o en )$$$ por H@J y Jicrodrive, apto para los slots tipo ' de compact flash, amsung llama al mismo factor como ), pulgadas. 0,85 pulgadas: '(**' mm. Foshiba anunció este factor de forma el # de enero de '00( para usarse en móviles y aplicaciones similares, incluyendo 6=JJ> slot compatible con disco duro optimi1ado para v3deo y almacenamiento para micromóviles de (I. Foshiba actualmente vende versiones de (I@ JK(00)JF6% y #I@ JK#00JF6% y tienen el Becord Iuinness del disco duro más peque4o. E8ercicio propuesto: @uscar y a4adir a los apuntes un gráfico para cada facor de forma de disco duro. Los Factores de forma de uso más comunes para discos duros son los dos siguientes:
D6e ', pulgadas: on discos duros de reducido tama4o, por lo que son los usados en portátiles. D6e , pulgadas: on los discos duros usados comnmente en los ordenadores de sobremesa. Los conectores H6E del disco duro de ', pulgadas son un poco más peque4os que los conectores de los discos duros H6E de , pulgadas.
En cuanto a los conectores /F/ no hay diferencia ya que son los mismos.
1.9 T4/75 DE 67@EX47@E5 /C8C 375 D45675 DU875. 5EF@ 4@TE8BCG.
Los discos se conectan a la placa base del ordenador mediante un controlador de disco; que en los actuales ordenadores está integrado en la placa base y puede ser de uno de estos tipos:
o
Hnterfa1 H6E = /F/ Hnterfa1 /F/ el de uso comn en ordenadores personales: sobremesa o portátiles%
o
Hnterfa1 >H popular en servidores%
o
Hnterfa1 /
o
Hnterfa1 5> e&clusivamente en servidores%
o
Hnterfa1 @ este es un controlador interpuesto antes del ide o sata%
o
o
NAS acceso a discos duros mediante redes de cable = inalámbricas
E8ercicio propuesto: @uscar y a4adir a los apuntes un grafico para cada tipo de disco duro en el que se vea claramente el disco duro y sus cone&iones e&ternas.
UT-X. Discos duros: Dispositvos de almacenamieno magnétcos. H 1.1.1 /C8TE5 DE U@ D4567 DU87. Un Disco duro es# formado por dos tpos de componenes: pares Isicas " pares lógicas. 3as pares Isicas son las distnas pieas que componen el disco duro! mienras que las pares lógicas son las divisiones imaginarias que 2ace el 5.7.! permitendo una esrucuración " acceso lógico a la información.
Esrucura Isica del inerior de un disco duro: >omponentes de un disco duro . 6e i1quierda a derecha, fila superior: tapa, carcasa, plato, motor con e8e para el plato; fila inferior: espuma aislante, circuito impreso de control, cabe1al de lectura = escritura, actuador e imán que mueven el cabe1al%, tornillos.
ESTRUCTURA FÍSICA /odemos compro%ar como un disco duro es# formado por diferene elemenos! desacando como m#s imporanes los siguienes:
Pl!os" 6ada uno de los discos que contene! 2a%iualmene son de aluminio " van recu%ieros de una pel+cula pl#stca so%re la que se 2a diseminado un )no polvillo de ó&ido de 2ierro o de co%alo como maerial magneta%le. Un disco puede esar formado por uno o m#s plaos ,los cuales se apilan unos encima de oros. 3a información se almacena en cada una de sus caras en c+rculos concénricos! denominadas pisas! cuanas m#s pisas enga un disco! en una super)cie deerminada! se dir# que ma"or es su densidad " por ano su capacidad.
Cr: cada uno de los dos lados de un plato.
C#$%s: Es la pare de la unidad de disco que escri%e " lee los daos del disco. Desacar
como esas no es#n nunca en conaco so%re la super)cie de los plaos!
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6a%eal del disco duro.
6a%eales so%re los plaos del disco duro.
P$i&$. Tam%ién llamado i'(ulsor d$ c#$%s o #r%o! es el mecanismo que mueve las ca%eas de lecura'escriura radialmene a ravés de la super)cie de los plaos de la unidad de disco. No!" Es m#s r#pido escri%ir simul#neamene en la misma pisa de varios plaos que llenar los plaos uno ras oro.
E)$. Es la pare del disco duro que ac(a como sopore! so%re el cual es#n monados " giran los plaos. Es el equivalene al moor de arrasre en la disqueera.
NOTA" 3os discos duros no es#n 2ermétcamene cerrados ,el cam%io de presión podr+a 2acer que no funcionar#n de manera adecuada sino que tene unos peque0os ori)cios llamados agu>eros de aireación que permien al disco duro adaparse a los
)lro para que ninguna par*cula de polvo o suciedad pase al inerior del disco duro " lo esropee. cam%ios de presión. Esos agu>eros disponen de un
Funcionamiento mecánico >omponentes de un disco duro:
latos en donde se graban los datos. >abe1al de lectura=escritura.
Jotor que hace girar los platos.
Electroimán que mueve el cabe1al.
>ircuito electrónico de control, que incluye: interfa1 con la computadora, memoria caché.
@olsita desecante gel de s3lice% para evitar la humedad.
>a8a, que ha de proteger de la suciedad, motivo por el cual suele traer algn filtro de aire.
6entro de un disco duro hay uno o varios platos entre ' y ( normalmente, aunque hay hasta de - ó + platos%, que son discos (de aluminio, cristal o vitroceramica) concénricos " que giran odos a la ve.
2 platos
6 platos
El cabezal (dispositivo de lectura y escritura) es un con8unto de bra1os alineados verticalmente que se mueven hacia dentro o fuera segn convenga, todos al un3sono. En la punta de dichos bra1os están las cabe1as de lectura=escritura, que gracias al movimiento del cabe1al pueden leer tanto 1onas interiores como e&teriores del disco. >ada plato posee dos caras, y es necesaria una cabe1a de lectura=escritura para cada cara . /or ano suele 2a%er el do%le de ca%eales que de plaos! una para leer la cara superior del plao! " ora para leer la cara inferior! aunque por cuestones comerciales! no siempre se usan odas las caras de los discos " e&isen discos duros con un n(mero impar de ca%eas! o con ca%eas des2a%iliadas.
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Los platos giran al contrario de las agu8as del relo8 Las cabe1as de lectura=escritura nunca tocan el disco, sino que pasan muy cerca hasta a nanómetros%, debido a una fin3sima pel3cula de aire que se forma entre éstas y los platos cuando éstos giran algunos discos incluyen un sistema que impide que los cabe1ales pasen por encima de los platos hasta que alcancen una velocidad de giro que garantice la formación de esta pel3cula%. i alguna de las cabe1as llega a tocar una superficie de un plato, causar3a muchos da4os en él, rayándolo gravemente, debido a lo rápido que giran los platos uno de +. '00 revoluciones por minuto se mueve a )'$ Gm=h en el borde de un disco de , pulgadas%. Los componentes electrónicos del disco duro controlan el movimiento del accionador que mueve los bra1os con las cabe1as de lectura=escritura y la rotación del disco, y reali1a lecturas y escrituras necesitadas por el controlador de disco. El firmCare de los discos modernos es capa1 de programar lecturas y escrituras de forma eficiente en la superficie de los discos y de reasignar sectores que hayan fallado. n disco duro está girando constantemente, siempre que esté conectado. M siempre gira en el sentido contrario a las agu8as del relo8 E8ercicio propuesto: @uscar y a4adir a los apuntes varios enlaces a videos donde se vea y se e&plique el funcionamiento de un disco duro.
De%ido a la disancia e&remadamene peque0a enre los ca%eales " la super)cie del disco! cualquier conaminación de los ca%eales de lecura'escriura o las fuenes puede dar lugar a un accidene en los ca%eales! un fallo del disco en el que el ca%eal ra"a la super)cie de la fuene! a menudo moliendo la )na pel+cula magnétca " causando la pérdida de daos. Esos accidenes pueden ser causados por un fallo elecrónico! un repentno core en el suminisro elécrico! golpes Isicos! el desgase! la corrosión o de%ido a que los ca%eales o las fuenes sean de po%re fa%ricación.
El e8e del sistema del disco duro depende de la presión del aire dentro del recinto para sostener los cabe1ales y su correcta altura mientras el disco gira. n disco duro requiere un cierto rango de presiones de aire para funcionar correctamente. La cone&ión al entorno e&terior y la presión se produce a través de un peque4o agu8ero en el recinto cerca de 0, mm de diámetro% normalmente con un filtro de respiración en su interior. i la presión del aire es demasiado ba8a, entonces no hay suficiente impulso para el cabe1al, que se acerca demasiado al disco, y se da el riesgo de fallos y pérdidas de datos. on necesarios discos fabricados especialmente para operaciones de gran altitud, sobre .000 m. 2ay que tener en cuenta que los aviones modernos tienen una cabina presuri1ada cuya presión interior equivale normalmente a una altitud de '.-00 m como má&imo. or lo tanto los discos duros ordinarios se pueden usar de manera segura en los vuelos. Los discos modernos incluyen sensores de temperatura y se a8ustan a las condiciones del entorno. Los agu8eros de ventilación se pueden ver en todos los discos normalmente tienen una pegatina a su lado que advierte al usuario de no cubrir el agu8ero. El aire dentro del disco operativo está en constante movimiento siendo barrido por la fricción del plato. Este aire pasa a través de un filtro de recirculación
UT-X. Discos duros: Dispositvos de almacenamieno magnétcos. L interna para quitar cualquier contaminante que se hubiera quedado de su fabricación, alguna part3cula o componente qu3mico que de alguna forma hubiera entrado en el recinto, y cualquier part3cula generada en una operación normal. na humedad muy alta durante un periodo largo puede corroer los cabe1ales y los platos. Las características ue se deben tener en cuenta en un disco duro son:
!iempo medio de b"sueda :
!iempo de lectura#escritura :
Latencia media:
Fiempo medio que tarda la agu8a en situarse en la pista deseada; es la mitad del tiempo empleado por la agu8a en ir desde la pista más periférica hasta la más central del disco. Fiempo medio que tarda el disco en leer o escribir nueva información: 6epende de la cantidad de información que se quiere leer o escribir, el tama4o de bloque, el nmero de cabe1ales, el tiempo por vuelta y la cantidad de sectores por pista. Fiempo medio que tarda la agu8a en situarse en el sector deseado; es la mitad del tiempo empleado en una rotación completa del disco. $elocidad de rotaci%n:
Bevoluciones por minuto de los platos. Las superficies del disco giran a velocidades que var3an entre los .(00 rpm de las gamas medias o los +.'00 e incluso )0.000 de los me8ores productos. Este parámetro influye de manera que a mayor velocidad de rotación hay menor latencia media, mayor tasa de transferencia y un me&or tiempo de acceso, mayor transferencia de datos, aunque también más ruido y más calor generado. !iempo medio de acceso : Fiempo medio que tarda la cabe1a en situarse en la pista y el sector deseado; es la suma del !iempo medio de b"sueda situarse en la pista%, de la Latencia media situarse en el sector% y del !iempo de lectura#escritura. !asa de transferencia:
Ntras caracter3sticas son:
'ac() de pista: Es una memoria tipo 5lash dentro del disco duro. *nterfaz: Jedio de comunicación entre el disco duro y el ordenador. uede ser
H6E=/F/, >H, /F/,
@, 5ireCire, erial /ttached >H
Landz: Oona sobre las que
aparcan las cabe1as una ve1 se apaga el ordenador.
ESTRUCTURA *+GICA Pis!s ,tracks) (A): son c+rculos concénricos en los que se divide cada cara. 3a suma del n(mero de pisas que contene cada cara de un disco es lo que de)ne su ama0o ,su capacidad. S$c!or$s ,C-: 6ada una de las divisiones de una pisa. 7scilar# enre los 1J ,discos antguos " los K ,acuales. El ama0o del secor es de J19 M"es. S$c!or g$o'!rico ,/-: 5on los secores contguos pero de pisas diferenes. Cili&dros" designan al con>uno de pisas con igual n(mero denro de cada disco! pero en diferenes caras. Cs+! por e>emplo! en un disco duro que enga plaos! o sea! K caras! el cilindro n(mero N esar# formado por la pisa N cara
UT-X. Discos duros: Dispositvos de almacenamieno magnétcos. N ! pisa N cara 1! pisa N cara 9! pisa N cara ! pisa N cara H " pisa N cara J. 6ada cara tene su propia pisa! aunque odas ellas es#n siuadas en la misma posición de las diferenes caras formando un cilindro. Tra%a>ando con pisas se accede a los daos m#s r#pidamene que mane>ando pisas individuales! "a que el 5.7. puede gra%ar o leer a ma"or cantdad de información sin ener que mover las ca%eas. Clus!$s ,D-" Un %loque o cluser es# compueso por un deerminado n(mero de secores consecutvos. Un cluser se asocia a un (nico arc2ivo.
Todos esos par#meros deerminan la capacidad de almacenamieno del disco. El n(mero oal de secores de un disco duro se puede calcular: nº sectores = nº caras * nº pistas de cada cara * nº sectores por cada pista .
/or ano! cada secor queda un+vocamene deerminado si conocemos los siguienes valores: ca%ea! cilindro " secor. EOEP/37: Un disco duro tene las siguienes especi)caciones: cilindros Q K.9J! cabezas Q 1K " sectores Q K.
El n(mero oal de secores direcciona%les es! por ano: K.9J$1K$K Q K..9H secores. 5i cada secor almacena J19 %"es de información! la capacidad m#&ima de ese disco duro ser# de K..9H secores $ J19 %"es'secor Q .99L.1HN.99N %"es R M. =a" que considerar que! cuando compramos un disco duro! 2a sido sometdo en f#%rica al denominado 0or'!$o sico o 0or'!$o #)o &i2$l! con el cual simplemene se de>a preparada la super)cie del disco para que le sea aplicado el formaeo lógico. 7ra caracer+stca imporane de los discos duros es que las ca%eas de lecura'escriura nunca llegan a ocar la super)cie Isica del disco. Eso es de%ido a que la velocidad de giro del propio disco genera una peque0a corriene de aire que provoca que la ca%ea se separe de la super)cie. 6on eso! se evia que la super)cie del disco sea da0ada! m#s a(n si enemos en cuena que la unidad de disco es# micro-sellada. !*+- ./ .*/''**/!4
En relación al tema de los discos duros, el concepto direccionamiento se aplica al modo de acceder a un sector para leer o modificar su contenido. E&isten dos sistemas de direccionamiento: '- 6'7linder ead -ector94 5ue el primer
sistema de direccionamiento que se usó, actualmente está en desuso. e accede a cada sector mediante los nmeros del cilindro, cabe1a y sector que le corresponde.
UT-X. Discos duros: Dispositvos de almacenamieno magnétcos. S L 6Logical loc; ddress94 Es el sistema que se utili1a
actualmente, se trata de un sistema de direccionamiento lógico de bloques que consiste en dividir el disco en sectores y darle a cada sector un nmero nico.
/structura l%gica del disco duro para el almacenamiento de la informaci%n:
2ay varios conceptos para referirse a 1onas del disco:
+lato: cada uno de los discos que hay dentro del disco duro. 'ara: cada uno de los dos lados de un plato.
'abeza : nmero de cabe1ales.
+ista: una circunferencia dentro de una cara; la pista 0 está en
'ilindro :
con8unto de varias pistas; son todas las circunferencias que están alineadas verticalmente una de cada cara.
'ilindro, 'abeza 7 -ector
el borde e&terior.
+ista 69, -ector 69, -ector de una pista 6'9, 'l"ster 6.9
.ireccionamiento por: '- 7 <
-ector :
cada una de las divisiones de una pista. El tama4o del sector es fi8o, siendo el estándar actual )' bytes, aunque pró&imamente serán de ( Kb. /ntiguamente el nmero de sectores por pista era fi8o, lo cual desaprovechaba el espacio significativamente, ya que en las pistas e&teriores pueden almacenarse más sectores que en las interiores. /s3, apareció la tecnolog3a O@B grabaci%n de bits por zonas % que aumenta el nmero de sectores en las pistas e&teriores, y utili1a más eficientemente el disco duro.
ara dirigirse = situarse en cada sector: el primer sistema de direccionamiento que se usó fue el >2 cilindro=cabeza=sector%, ya que con estos tres valores se puede llegar a cualquier sector del disco. osteriormente se creó otro sistema más sencillo: L@/ direccionamiento l%gico de bloues %, que consiste en dividir el disco entero en sectores y asignar a cada uno un nico nmero. 9ste es el que actualmente se usa. ara crear esta estructura lógica de pistas y sectores sobre el disco se necesita un proceso de formateo a ba8o nivel.
1.1.9 B78PCTECD7 DE D45675 DU875 /ara poder gra%ar " leer )c2eros en un disco duro! previamene se le 2an de%ido de aplicar una serie de operaciones inform#tcas unas Isicas " oras lógicas que lo 2an preparado para ello. Esas operaciones son: Bormaeo a Ma>o @ivel! /artcionado " Bormaeo a Clo @ivel.
UT-X. Discos duros: Dispositvos de almacenamieno magnétcos. 1 De forma 2a%iual! los usuarios cuando 2a%lan de formaear un disco se es#n re)riendo al Bormao de Clo @ivel. @oa: En el caso de aplicar esas operaciones a un disco duro "a usado! 2a de enerse en cuena que se perder# la información que conenga.
B78PCT7 DE MCO7 @4AE3 Tam%ién llamado formao Isico! es realiado por el fa%ricane del disco " consise en colocar marcas en la super)cie de ó&ido me#lico magneta%le! para dividirlo en pisas concénricas " esas! a su ve! en secores los cuales pueden ser luego referenciados ,dependiendo del modo de direccionamieno que utlice el disco indicando con 6=5 la ca%ea lecora! el secor " cilindro que se desea leer! o con 3MC indicando direcamene el n(mero del secor. En cualquier caso! el ama0o es#ndar de cada secor es de J19 %"es. 3os discos duros vienen formaeados de f#%rica a %a>o nivel " nunca se pierde el formao por operaciones normales incluso si son defecuosas ,aunque s+ puede perderse por poenes campos magnétcos o por alas emperauras. Es posi%le que! si se consigue el programa que utlia el fa%ricane del disco! un usuario pueda formaearlo a %a>o nivel! pero en ese caso se avisa de la perdida de garan*a. Denro de la esrucura que se de)ne con el formaeo a %a>o nivel! e&ise una ona con nom%re propio llamada M/R ,maser %oo record siuada en el primer secor de odos los discos duros. 5us J19 %"es es#n destnados a conener principalmene un programa " una a%la de partciones. =o" d+a enemos la posi%ilidad de utliar dos tpos de sisemas de partcionado alernatvos: 3T#l d$ (r4cio&$s 4(o M/R! para discos %asados en el sisema M475 radicional. El PM8 de cada disco duro guarda el programa de arranque " una a%la de cuaro elemenos para conener la información de sus propias partciones primarias.
eglas de particionado basadas en *-: 6aster oot ecord94
Las particiones para los discos duros, basados en @ios, se definen y describen en una estructura de datos llamada Fabla de articiones que cada disco se guarda en su primer sector y que por cuestiones de espacio sólo tiene ( registros, motivo por el cual no puede haber más de ( particiones de las llamadas primarias. En cada fila de esta tabla se almacena la información correspondiente a cada una de las ( posibles particiones primarias que pueden declararse en un disco. ara cada partición que se defina, hay que especificar su principio, en qué sector empie1a, su final, en qué sector acaba, y su tama4o, el nmero de sectores que ocupa. /demás hay sitio para poner su identificador de formato y el marcador que indica que es la partición activa, cuando sea declarada como tal. En cada disco sólo puede haber una partición activa y será la que se utilice para iniciar el sistema operativo desde ella cuando se eli8a ese disco duro como unidad de arranque. 6e no definirse las ( particiones posibles, sus registros correspondientes en la tabla de particiones quedaran vac3os. >ada disco duro debe tener su propia tabla de particiones guardada en su propio J@B para que el sistema operativo que lo utilice pueda leerla, reconocer las particiones que tiene definidas y usarlo con normalidad. El hecho de que cada disco duro almacene en su interior su propia tabla de particiones definiendo su estructura interna, hace posible su movilidad para que pueda ser utili1ado en otros equipos.
UT-X. Discos duros: Dispositvos de almacenamieno magnétcos. 11 on las divisiones básicas o primarias del disco. 6e éstas, como se definen directamente en la tabla de particiones de cada disco duro, solo puede haber (, o hasta y una especial llamada e&tendida. >ada partición primaria será reconocida como una unidad independiente por el sistema operativo y podrá utili1arla para grabar ficheros en ella.
+artici%n primaria:
ideada para ampliar la posibilidad de usar más de ( particiones en un solo disco f3sico. Es un tipo de partición especial que se define como una partición primaria, salvo que su identificador la declara como e&tendida y en realidad sirve para reservar un espacio de disco sobre el que poder crear hasta un má&imo de ' particiones lógicas. olo puede e&istir una partición de este tipo por disco, y solo sirve para contener particiones lógicas. or tanto, es el nico tipo de partición sobre la que no se pueden grabar ficheros ya que no soporta un sistema de archivos directamente.
+artici%n e>tendida: Fambién conocida como secundaria, fue
Ncupa sólo una parte, o la totalidad del espacio definido como partición e&tendida. na partición lógica siempre se define dentro de la partición e&tendida, y pueden definirse hasta un má&imo de ' particiones lógicas sin que su tama4o total supere al de la partición e&tendida que las contiene. >ada partición lógica será reconocida por el sistema operativo como una unidad independiente e igual que una primaria podrá utili1arse para grabar ficheros en ella.
+artici%n l%gica:
Paser Moo 8ecord /lmacenamiento de un master boot record estándar .irecci%n
.escripci%n
0&0000
Prea de >ódigo
0&0)@#
( bytes firma del disco opcional%
0&0)@E
ara entradas en la tabla de particiones primarias de )- bytes esquema estándar de la Fabla de articiones del J@B%
0&0)5E
' bytes firma del J@B 0&//%
n master boot record % es el primer sector "sector cero"% de un dispositivo de almacenamiento de datos, como un disco duro. e emplea para el arranque del sistema operativo con bootstrap, siempre que tenga algn sistema operativo instalado y esté declarado en la bios como disco de arranque%, y para almacenar su tabla de particiones. En la tabla de cuatro elementos se registra la información de las particiones reali1adas en el disco duro; donde empie1an, donde acaban, su tipo, etc. >ada ve1 que se enciende el ordenador, la @ios después de hacer el chequeo de la máquina y comprobar que todo está bien, accede al disco de arranque para leer el programa grabado en el J@B, para cargarlo en memoria y ponerlo en e8ecución. Este peque4o programa, llamado HL intial program loader%, tiene como misión ver cuál de las ( posibles particiones está declarada como de arranque, detectar en que sector empie1a dicha partición y hacer que se e8ecute el programa que all3 se encuentra almacenado. Este será el que, a su ve1 cargue, y e8ecute el ncleo del sistema operativo.
UT-X. Discos duros: Dispositvos de almacenamieno magnétcos. 19
Estructura del MBR
El J@B se refiere al sector de arranque de )' bytes, de los discos que utili1aban los ordenadores compatibles con H@J >. 6ebido a la estandari1ación de este tipo ordenadores y sus clónicos, también se hi1o estándar el sistema J@B para los discos ! 2asa el puno de ser incorporado en oros tpos de ordenador " en nuevos es#ndares multplaaforma para el partcionado " el arranque. +rimer sector físico del disco 6pista cero9
((- @ytes
>ódigo máquina gestor de arranque%
-( @ytes
Fabla de particiones ( registros que definen cada una de las particiones primarias%
' @ytes
5irma de unidad arrancable "h //h" en he&adecimal% egistro de la tabla de particiones D )- bytes
ffse t
.escripci%n
0&00
Estado
0&0)
>abe1al, ector y >ilindro del primer sector en la partición
0&0(
Fipo de partición
0&0
>abe1al, ector y >ilindro del ltimo sector de la partición
0&0#
( bytes% Logical blocG address del primer sector de la partición.
0&0>
( bytes% Longitud de la partición, en sectores egistro de partici%n e>tendida de H@J
ffse t
.escripci%n
0&00
@its de estado bit 0 Q lista del men del Iestor de /rranque, el resto son bits reservados%
0&0)
5irma de la partición
Las tablas de particiones J@B % sólo admiten hasta ',' F@ por partición. 6ado que sólo soportan ( particiones primarias, el tama4o má&imo admisible para un disco duro ser3a de #,# F@ el resto de capacidad no se podr3a utili1ar%. >omo la arquitectura H@J > es muy comn, las tablas de partición tipo J@B probablemente subsistirán cierto tiempo. in embargo, e&iste un proyecto de Hntel llamado E&tensible 5irmCare Hnitiative E5H% que introdu8o el sistema IF, o tabla de particiones IH6 Iuid artition Fable% que proporciona un mecanismo más fle&ible para particionar los discos duros y que soporta teóricamente hasta $,( O@. 3T#l d$ (r4cio&$s 4(o GPT! para discos %asados en las nuevas etvo es esa%lecer el modo en que los sisemas operatvos o las aplicaciones de arranque de%en acceder a los daos del disco duro. 3os equipos que siguen el es#ndar UEB4 implemenan en sus discos duros una nueva forma de gestonar sus partciones mediane la /T! o Ta%la de /artciones U4D! en la que se pueden de)nir 2asa 19N partciones primarias! lo que 2ace innecesario el uso de partciones e&endidas " lógicas.
>uando un dispositivo de almacenamiento de datos se ha particionado con Fabla de articiones IH6 , el Jaster @oot Becord no contiene la tabla de particiones, aunque contiene un RJ@B de
UT-X. Discos duros: Dispositvos de almacenamieno magnétcos. 1 protecciónS frente a antiguos programas que sólo entienden el uso del J@B tipo @HN para que no puedan crear particiones en el disco que estropeen las particiones reales tipo IF.
eglas de particionado basadas en ?/F*: @+! 6@?*. +artition !able94
ara equipos basados en el nuevo estándar E5H con el que se pretende sustituir al estándar @HN, se utili1an unas nuevas normas para la gestión de particiones. Los discos duros basados en E5H, utili1an una tabla de particiones IF en la que se pueden declarar hasta )'# particiones primarias. M por seguridad se mantiene una segunda copia redundante de la tabla de particiones al final del disco duro. Fodo disco duro IF usa el método de direccionamiento L Logical @locG /ddressing% para especificar la locali1ación de los bloques que lo forman y que se estructuran como sigue: L 04
En el primer bloque de cada disco, ó L@/ 0, se sita un J@B RheredadoS, que se mantiene por compatibilidad con el anterior esquema @HN y como protección contra antiguas herramientas softCare de disco duro, tipo administrador de discos de TindoCs UF, de Linu&, o versiones antiguas de aplicaciones de particionado de discos, que no reconocen el particionado IF y no saben cómo acceder correctamente a sus particiones. Es un J@B de protección que declara en su tabla de particiones la e&istencia de una nica partición IF que abarca toda la unidad, cuyo ystem Hd es 0&EE, o sea tipo IF. >uando algn softCare intenta acceder a una unidad de disco IF, empie1a por leer la tabla de particiones de su J@B y detecta una nica partición de tipo 0&EE. /hora pueden pasar dos cosas: D i es un softCare antiguo que no sabe interpretar ese tipo de particiones vera el disco como una sola partición de tipo desconocido que ignorará automáticamente ya que no sabe utili1arla. 6e esta manera se evita que algn softCare pueda estropear su contenido por malinterpretar y mane8ar indebidamente su verdadera estructura. D i el softCare s3 reconoce el identificador como partición tipo IF, ya sabe que debe acceder directamente al siguiente bloque en el que se encuentra la verdadera tabla de particiones que representa la estructura real del disco y que podrá interpretar y utili1ar adecuadamente. L 14
En este bloque se sita la cabecera primaria de la tabla de particiones en la que se definen los bloques de disco que están disponibles para ser utili1ados por los sistemas operativos para su uso normal. ero la tabla de particiones primaria en s3 contina en los bloques sucesivos. En este bloque también se definen las dimensiones de la tabla de particiones, o sea, el nmero má&imo de particiones que podrá tener el disco duro y el tama4o en bytes para cada una de las entradas de partición. or e8emplo en TindoCs erver '00 de -( bits se pueden crear hasta )'# particiones, porque se definen )'# entradas de partición, cada una de las cuales tiene )'# bytes de longitud. En la cabecera de la tabla también se guarda el tama4o y el IH6 del disco Ilobally nique Hdentifier%, y el empla1amiento de las cabeceras de partición y tablas de particiones; de ella misma, siempre en el L@/ ), y de la secundaria, siempre en el ltimo sector del disco. Fambién contiene una suma de comprobación >B>' para la cabecera y para la tabla de particiones, que se verifica por los procesos E5H durante el arranque. .esde L 2 a L 334 /ntradas de partici%n4
e utili1an para registrar las entradas de partición que están compuestas de: Los primeros )- bytes designan el tipo de partición IH6. on nmeros pseudo aleatorios que identifican las particiones. or e8emplo, el IH6 para una partición de sistema E5H es: V'#+'/>)D)55#D6'))D@/(@D00/0>$E>$@W. Los siguientes )- bytes contienen otro IH6 nico para la partición.
UT-X. Discos duros: Dispositvos de almacenamieno magnétcos. 1H Los bloques L@/ de inicio de la partición en el disco también y de su final de la partición que se registran codificados como enteros de -( bits. Fambién se reserva espacio para guardar el nombre de las particiones y otros atributos. >ada partición puede tener un nombre de hasta - caracteres nicode en total. ara discos no superiores a ' Ferabytes ser3a conveniente seguir utili1ando el sistema J@B, ya que algunos sistemas operativos de ' bits son incompatibles con el sistema IF, y perder3an capacidad de portabilidad, sobre todo si son discos duros e&ternos. ero para discos con capacidades superiores a esos ' Ferabytes, que probablemente será necesario dividir en más de cuatro particiones, empie1a a ser más que recomendable utili1ar el sistema de particionado IF.
/C8T4647@CD7 Pediane la operación de partcionado de un disco! se de)nen las onas de ra%a>o que va a ener dic2o disco duro. Es 2a%iual de)nir una sola partción que a%arque oda la super)cie de gra%ación del disco d uro. /ero am%ién e&ise la posi%ilidad de repartr la super)cie de gra%ación del disco delimi#ndola en onas independienes. C cada una de dic2as onas se le conoce como partciones. Es el usuario el que de)ne las partciones mediane las utlidades que incorpora el sisema operatvo o mediane aplicaciones espec+)cas de erceros. /ara de)nir'crear una partción 2a" que indicar! como m+nimo su tpo! su ama0o " que ona de la super)cie del disco va a ocupar. 3as onas de disco que no se inclu"an en alguna partción quedaran como espacio inutliado. /or ano! una partción de disco es el nom%re genérico que reci%e cada división presene en una sola unidad Isica de almacenamieno de daos. 6ada partción de%e ener su propio sisema de arc2ivos ,o formao a alo nivel. 6ualquier sisema operatvo inerprea " mane>a cada una de las partciones que pueda conener un disco duro como si fuesen discos Isicos independienes! a pesar de que dic2as partciones sean divisiones de un (nico disco Isico.
na partición es un espacio contiguo de almacenamiento en un disco f3sico o lógico que funciona como si fuera un disco f3sicamente independiente. Las particiones son visibles para el firmCare del sistema y los sistemas operativos instalados. El acceso a una partición es controlada por el firmCare del sistema antes de que el sistema inicie el sistema operativo y, a continuación, el sistema operativo después de que se inicie.
na partición de un disco duro es una división lógica en una unidad de almacenamiento por e8emplo un disco duro o unidad flash%, en la cual se alo8an y organi1an los archivos mediante un sistema de archivos. E&isten distintos esquemas de particiones para la distribución de particiones en un disco. Los más conocidos y difundidos son J@B Jaster @oot Becord% y IF IH6 artition Fable%. Los discos ópticos 6<6, >6% utili1an otro tipo de particiones llamada 65 niversal 6isc 5ormat, "5ormato de 6isco niversal" por sus siglas en inglés%, el cual permite agregar archivos y carpetas y es por ello que es usado por la mayor3a de softCare de escritura por paquetes, conocidos como programas de grabación de unidades ópticas. Este sistema de archivos es obligatorio en las unidades de 6<6 pero también se admiten en algunos >6.
UT-X. Discos duros: Dispositvos de almacenamieno magnétcos. 1J
/oseriormene al partcionado se 2ace o e&ise oro tpo de formaeo! el formaeo a alo nivel! realiado por el sisema operatvo a petción del usuario! mediane el cual se deposia ' se regisran esrucuras de daos! enendi%les " utlia%les por dic2o sisema operatvo! so%re los secores de)nidos en el formaeo a %a>o nivel. Vue previamene se 2an delimiado mediane el llamado proceso de Pr4cio&do. El espacio de disco no asignado a una partción no es una partción! por lo que no puede ser formaeado! se considera como espacio inutliado.
ara poder contener datos, las particiones tienen que poseer un sistema de archivos. E&isten mltiples sistemas de archivos con diferentes capacidades como: 5/F, UF5, 5/F', EXF', EXF, EXF(, @trfs, 5ed5, Beiser5, Beiser( u otros.
*dentificaci%n de particiones como unidades4 Hndependientemente del tipo de disco al que pertene1ca o de cómo esté definida, desde el punto de vista lógico, cada partición ya sea primaria o lógica será tratada por cualquier sistema operativo, que la recono1ca, como un disco individual y la identificará de forma inequ3voca.
or e8emplo los sistemas operativos de Jicrosoft tratan cada partición como una unidad independiente de las demás. ara identificarlas y reconocerlas les asigna letras aplicando el siguiente orden de prioridades: Diempre comien1a por las unidades de disquete asignado las letras /: y @:, si es que e&isten. i en el equipo no están instaladas estas unidades, sus letras no son asignadas y no se utili1an. D>ontina asignando letras, siguiendo el orden alfabético, a las unidades particiones primarias% de discos duros >:, 6:, ...%, unidades ópticas continuando el orden anterior% y unidades de memoria flash. Uo obstante este orden puede ser alterado. or su parte los sistemas Linu& también tratan las particiones como unidades independientes, pero utili1an otra nomenclatura para identificarlas. e utili1a un prefi8o con el que reconocer el tipo de dispositivo seguido de un nmero empe1ando desde 0% que lo identifica de forma inequ3voca: D/ las unidades de disquete se las nombra con el prefi8o fd0, fd), etc. i es que e&isten. D/ los discos duros y unidades ópticas H6E% se los nombra con el prefi8o hd seguido de una letra, en orden alfabético, segn el orden en que han sido reconocidos por la @HN. eguidamente se les pone un nmero empe1ando desde 0% para identificar a cada partición. La primera partición lógica dentro de la e&tendida si la hay será siempre la con independencia de que e&istan las anteriores. or e8emplo: la primera partición de un disco duro siempre será (da0, (db0 o (dc0, etc. D/ los discos duros y a las unidades ópticas >H y /F/% e incluso a las unidades de memoria flash se los nombra de igual forma que a los de tipo H6E pero utili1ando el prefi8o inicial sd. /s3 por e8emplo: sda0 puede estar identificando a la primera y probablemente nica partición de un pendrive insertado en un puerto @.
B78PCT7 DE C3T7 @4AE3 El formao lógico! de alo nivel o am%ién llamado sisema de arc2ivos! puede ser realiado 2a%iualmene por los usuarios! aunque algunos vienen "a formaeados de f#%rica. El formao lógico implana un sisema de arc2ivos que asigna secores a arc2ivos. En los discos duros! para que puedan convivir distnos sisemas de arc2ivos! " anes de realiar un formao lógico 2a" que dividir el disco en partciones m#s arde! cada partción se formaea por separado. El formaeo de una partción que "a se 2a"a utliado implica la eliminación de los daos que enga
gra%ados! de%ido a que se cam%ia la asignación de arc2ivos a secores! con lo que se pierde la vie>a asignación que permi*a acceder a los arc2ivos.
UT-X. Discos duros: Dispositvos de almacenamieno magnétcos. 1K na ve1 definida una partición hay que aplicarle un proceso de formateo a alto niAel, conocido comnmente como formateo, con la utilidad del sistema operativo que la va a utili1ar para grabar sus ficheros en ella, o con utilidades de terceros. Este proceso consiste en implantar sobre los sectores f3sicos de la partición un sistema lógico de almacenamiento, o sistema de archivos, que permita mane8ar toda su capacidad con eficiencia. 6icho de otro modo: 5ormatear una partición de un disco duro es un proceso que implanta en su superficie un sistema de archivos, o sea, que organi1a el espacio de la partición con estructuras lógicas que un sistema operativo reconoce y utili1a para almacenar datos de forma permanente. 6urante el formateo los sistemas de Jicrosoft suelen crear tablas de asignación de ficheros en las que se registrará información acerca de los directorios y los ficheros que contendrá. Jientras que en los sistemas Linu& se crean bloques de iDnodos, de punteros, de datos, etc. para implementar sus sistemas de ficheros. /demás mientras se formatea se hace una revisión de la superficie magnética del disco, y si se detectan sectores defectuosos se marcan como erróneos para no usarlos. 6ebe tenerse en cuenta que al formatear una partición que ya se haya usado, se perderá todo su contenido.
