Formateo y Particiones

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Antes de tratar de entender el formateo, primero debe entender cómo funciona un disco rígido. rígido. Muchas personas no notan la diferencia entre el formateo de bajo nivel (también llamado formateo físico) y el formateo de alto nivel (también llamado formateo lógico). Aunque los discos rígidos pueden ser muy chicos, aún así contienen millones de bits y, por lo tanto, necesitan organizarse para poder ubicar la información. Este es el propósito del sistema de archivos. La superficie de cada cilindro, uniforme en un principio, se divide durante el formateo (esto significa que se magnetizan las partículas de la superficie...) en pequeñas secciones que luego pueden ubicarse más fácilmente.

Formateo de bajo nivel El propósito del formateo de bajo nivel es dividir la superficie del disco en elementos básicos:   

pistas sectores cilindros

Recuerde que el disco rígido se compone de varios discos circulares que giran alrededor de un eje y que están cubiertos a cada lado por óxido magnético. Al estar polarizados, éstos pueden utilizarse para almacenar datos.

Las pistas son las áreas concéntricas escritas a ambos lados del disco.

Por último, estas pistas se dividen en piezas llamadas sectores.

I.S.C. José Luis Patiño Martínez

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Existen millones de pistas y cada una posee entre 60 y 120 sectores. Un cilindro contiene todos los datos ubicados en la misma pista de discos diferentes (es decir, una arriba de la otra en forma vertical) ya que esto forma un "cilindro" de datos en el espacio.

Por consiguiente, el formateo físico consiste en organizar la superficie de cada disco en entidades llamadas pistas y sectores, mediante la polarización de áreas del disco utilizando los cabezales de escritura. Las listas se numeran a partir del 0, y luego los cabezales polarizan la superficie de los discos en forma concéntrica. Cuando el cabezal pasa de una pista a la siguiente, deja un espacio. Cada pista se organiza a sí misma en sectores (con una numeración que comienza desde el 1) y se separa por espacios. Cada uno de estos sectores comienza con un área reservada para la información del sistema denominada prefijo. y termina con un área denominada sufijo El propósito del formateo de bajo nivel es, por lo tanto, el de preparar la superficie del disco para recibir datos (por este motivo, no depende del sistema operativo) e indicar "sectores defectuosos", a través de pruebas que el fabricante lleva a cabo. Cuando usted compra un disco rígido, éste ya ha sido sometido a un formateo de bajo nivel. ¡DE ESTE MODO, USTED NO TIENE QUE REALIZAR EL FORMATEO DE BAJO NIVEL!

Suma de control Durante el formateo, se llevan a cabo pruebas de control (algoritmos que permiten comprobar la validez de sectores mediante las sumas de control) y cada vez que a un sector se lo considera defectuoso, se escribe en el prefijo la suma de control (inválida). A partir de ese momento, no puede ser utilizado y se lo "marca como defectuoso".


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Al leer los datos, el disco envía un valor que depende del contenido del paquete enviado, el cual se almacena inicialmente junto con los datos. El sistema calcula este valor basándose en los datos recibidos, y, luego, lo compara con el que se almacena junto con los datos. Si estos dos valores difieren, los datos pierden su validez y es posible que se produzca un problema en la superficie del disco. La verificación de redundancia cíclica (CRC (por sus siglas en inglés)), se basa en el mismo principio para verificar la integridad de un archivo. Las utilidades de análisis como scandisk o chkdsk funcionan de manera diferente: escriben los datos en sectores considerados como válidos y luego los leen y los comparan. Si son los mismos, la utilidad pasa al siguiente sector. De lo contrario, se marca al sector como defectuoso.

Formateo de alto nivel El formateo lógico ocurre luego del formateado de bajo nivel. Crea un sistema de archivos en los discos que le permitirá a un sistema operativo (DOS, Windows 95, Linux, OS2, Windows NT, ...) usar el espacio en el disco para almacenar y acceder a los archivos. Los sistemas operativos utilizan sistemas de archivos diferentes, por lo que el tipo de formateo lógico dependerá del tipo de sistema operativo que usted instale. Entonces, si usted formatea su disco con un solo sistema de archivos, esto reduce naturalmente el número y el tipo de sistemas operativos que puede instalar (de hecho, sólo puede instalar sistemas operativos que utilicen el mismo sistema de archivos). Afortunadamente, existe una solución a este problema, que es la de crear particiones. Cada una de estas particiones puede contar de manera efectiva con su propio sistema de archivos, y, por lo tanto, usted puede instalar diferentes tipos de sistemas operativos. Si olvida utilizar el conmutador " /s" cuando formatea un disco rígido usando el comando formatear en DOS, esto puede impedir que el sistema operativo se inicie. El sistema le mostrará entonces el siguiente mensaje: Non System disk / Disk error

En este caso, es útil tener un disco de sistema desde el cual usted pueda arrancar y ejecutar el comando sys a: c:.

¿Qué es una partición? La partición de un disco rígido se lleva a cabo una vez que el disco ha sido formateado en forma física pero antes de formatearlo en forma lógica. Implica la creación de áreas en el disco en las que los datos no se mezclarán. Por ejemplo, puede usarse para instalar diferentes sistemas operativos que no utilizan el mismo sistema de archivos. Por lo tanto habrá, al menos, tantas particiones como sistemas operativos que usen diferentes sistemas de archivos. Si utiliza solamente un sistema operativo, es suficiente con tener una sola partición del tamaño total del disco rígido, a menos que quiera crear varias particiones para tener, por ejemplo, varias unidades en las que los datos se mantengan separados. Existen tres tipos de particiones: particiones primarias, particiones extendidas y unidades lógicas. Un disco puede contener hasta cuatro particiones primarias (sólo una de las cuales puede estar activa), o tres particiones primarias y una partición extendida. En la partición extendida, el usuario puede crear unidades lógicas (es decir, "simular" discos rígidos pequeños).


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Analicemos un ejemplo en el que el disco contiene una partición primaria y una partición extendida formada por tres unidades lógicas (más adelante examinaremos particiones primarias múltiples):

En el caso de los sistemas DOS (DOS, Windows 9x), sólo la partición primaria se puede arrancar. Por lo tanto, es la única en la que se puede iniciar el sistema operativo. El particionamiento es el proceso de escribir los sectoresque conformarán la tabla de partición (la cual contiene información acerca de la partición: tamaño en sectores, posición con respecto a la partición primaria, tipos de partición existentes, sistemas operativos instalados,...) Cuando se crea una partición, se le da un nombre de volumen que le permite ser identificada fácilmente.

Master Boot Record (Registro Maestro de Arranque) El sector de arranque (denominado Master Boot Record [Registro Maestro de Arranque] o MBR ) es el primer sector de un disco rígido (cilindro 0, cabezal 0, sector 1). Éste contiene la tabla de la partición principal y el código, llamado cargador de inicio, el cual, una vez cargado en la memoria, permitirá que el sistema arranque. Una vez cargado en la memoria, este programa determinará desde qué partición del sistema se debe iniciar y ejecutará el programa (denominado bootstrap [arranque] ) que iniciará el sistema operativo presente en la partición. Este sector del disco también contiene toda la información relacionada con el disco rígido (fabricante, número de serie, número de bytes por sector, número de sectores por clúster, número de sectores,...). Por consiguiente, este sector es el más importante del disco rígido. También se usa en la instalación del BIOS para reconocer al disco rígido. En otras palabras, sin él su disco rígido sería inservible y esto lo convierte en blanco favorito de los virus.

Sistemas de archivos En esta sección, es importante diferenciar entre el sistema de archivos FAT y la tabla de asignación de archivos (FAT, por sus siglas en inglés) . FAT es el nombre del sistema de archivos que utilizan los sistemas operativos DOS (DOS y Windows 95 así como Windows NT y OS/2, los cuales la admiten). Sistema operativo Sistema de archivos asociados

DOS Windows XP

FAT16 NTFS


CETIS 62 Windows 98 Windows 95 Windows NT OS/2 Linux

Ensamblar y Configurar Equipo de Computo FAT32 FAT16 - FAT32 (para la versión OSR2) NTFS HPFS Linux Ext2, Linux Ext3

Los sistemas de archivos FAT se caracterizan por utilizar una tabla de asignación de archivos y utilizar clústers (o bloques). Los clústers son las unidades de almacenamiento más pequeñas en un sistema de archivos FAT. De hecho, un clúster representa un número fijo de sectores en el disco. La FAT ( File Allocation Table [Tabla de Asignación de Archivos]) es el corazón del sistema de archivos. Se ubica en el sector 2 del cilindro 0, cabezal 1 (y se duplica en otro sector como precaución en caso de accidente). Esta tabla registra los números de los clústers que se utilizan, y en qué parte de los clústers se ubican los archivos. El sistema de archivos FAT admite discos o particiones de hasta un máximo de 2 GB, pero sólo permite un máximo de 65536 clústers. Por eso, cualquiera sea el tamaño de la partición o del disco, deben haber suficientes sectores por clúster para que todo el espacio del disco pueda contenerse en 65525 clústers. Como resultado, cuanto más grande sea el disco (o la partición), mayor será el número de sectores por clúster. El sistema de archivos FAT utiliza un directorio raíz (representado en los sistemas operativos que utilizan este tipo de sistemas de archivos por el símbolo C:\), el cual debe ubicarse en un lugar específico del disco rígido. Este directorio raíz almacena información en los subdirectorios y los archivos que contiene. En el caso de un archivo, almacenará:     

el nombre del archivo el tamaño del archivo la fecha y la hora en que el archivo se modificó por última vez los atributos del archivo el número del clúster con el que el archivo se ejecuta

Cómo utilizar particiones múltiples Como se menciono anteriormente, existen tres tipos de particiones: particiones primarias, particiones extendidas y unidades lógicas. Un disco puede contener hasta cuatro particiones primarias (sólo una de las cuales puede estar activa), o tres particiones primarias y una partición extendida. En la partición extendida, el usuario puede crear unidades lógicas (es decir, crear la impresión de que hay varios discos rígidos pequeños). Partición primaria

Una partición primaria se debe formatear en forma lógica y tener un sistema de archivos apropiado para el sistema operativo instalado. Si en su disco posee varias particiones primarias, sólo una se mantendrá activa y visible por vez, según el sistema operativo con el que haya iniciado su ordenador. Al elegir con qué sistema operativo iniciará el sistema, usted determina que partición será visible. La partición activa es la partición que se carga desde uno de los I.S.C. José Luis Patiño Martínez

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sistemas operativos al encender el ordenador. Todas las particiones, a excepción de la que se utiliza para iniciar el sistema, permanecen ocultas. De esta manera, nadie puede tener acceso a sus datos. Por lo tanto, sólo se puede tener acceso a los datos de una partición primaria desde el sistema operativo instalado en esa partición. Partición extendida

Las particiones extendidas se desarrollaron para superar el límite de cuatro particiones primarias, ya que en ellas se pueden crear todas las unidades lógicas que se deseen. En una partición extendida se requiere al menos una unidad lógica ya que no es posible almacenar datos en ellas en forma directa. Muchas máquinas se formatean con una partición grande que utiliza todo el espacio disponible en la unidad. Sin embargo, esta no es la solución más ventajosa en términos de rendimiento y capacidad. La solución es crear varias particiones que le permitan:    

instalar muchos sistemas operativos en su disco ahorrar espacio en su disco: aumentar la seguridad de los archivos organizar sus datos más fácilmente

Examinemos la apariencia de un sistema que contiene varios sistemas operativos:

El sistema de archivos FAT16 El primer sistema de archivos en ser utilizado en un sistema operativo de Microsoft fue el sistema FAT, que utiliza una tabla de asignación de archivos. La tabla de asignación de archivos es en realidad un índice que crea una lista de contenidos del disco para grabar la ubicación de los archivos que éste posee. Ya que los bloques que conforman un archivo no siempre se almacenan en el disco en forma contigua (un fenómeno llamado fragmentación), la tabla de asignación permite que se mantenga la estructura del sistema de archivos mediante la creación de vínculos a los bloques que conforman el archivo. El sistema FAT es un sistema de 16 bits que permite la identificación de archivos por un nombre de hasta 8 caracteres y tres extensiones de caracteres. Es por esto que el sistema se denomina FAT16. Para mejorar esto, la versión original de Windows 95 (que usa el sistema FAT16) se lanzó al mercado con una administración FAT mejorada en la forma del sistema VFAT (Virtual FAT [FAT Virtual] ). VFAT es un sistema de 32 bits que permite nombres de archivos de hasta 255 caracteres de longitud. Sin embargo, los programadores tenían que asegurar una compatibilidad directa para que los entornos (DOS) de 16 bits aún pudieran acceder a estos archivos. Por ende, la solución fue asignar un nombre para cada sistema. Por esta razón se pueden usar nombres extensos de archivos en Windows 95 y, aún así, acceder a ellos en DOS.


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El sistema de archivos FAT es un sistema de 16 bits. Esto implica que las direcciones de clúster no pueden ser mayores a 16 bits. El número máximo de clústers al que se puede hacer referencia con el sistema FAT es, por consiguiente, 216 (65536) clústers. Ahora bien, ya que un clúster se compone de un número fijo (4,8,16,32,...) de sectores de 512 bytes contiguos, el tamaño máximo de la partición FAT se puede determinar multiplicando el número de clústers por el tamaño de un clúster. Con clústers de 32Kb, el tamaño máximo de una partición es, por lo tanto, de 2GB. Además, un archivo sólo puede ocupar un número integral de clústers. Esto significa que si un archivo ocupa varios clústers, el último solamente estará ocupado en forma parcial y no se podrá utilizar el espacio disponible. Como resultado, cuanto menor sea el tamaño del clúster, menor será el espacio desperdiciado. Se estima que un archivo desecha un promedio de medio clúster, lo cual significa que en una partición de 2 GB, se perderán 16KB por archivo.

Tabla de asignación de archivos La Tabla de Asignación de Archivos es una lista de valores digitales que describe la asignación de los clústers de una partición o, dicho de otra forma, el estado de cada clúster de la partición en la que se encuentra. De hecho, cada célula de la tabla de asignación corresponde a un clúster. Cada célula contiene un número que indica si un archivo está utilizando el clúster. De ser así, indica la ubicación del siguiente clúster en el archivo. De esta forma, se obtiene una cadena FAT, la cual es una lista vinculada de referencias que apunta a los clústers sucesivos hasta el final del archivo. Cada entrada FAT tiene una extensión de 16 ó 32 bits (todo depende de si es una entrada FAT16 o FAT32). Las primeras dos entradas almacenan información acerca de la tabla misma, mientras que las entradas siguientes hacen referencia a los clústers. Algunas entradas pueden contener valores que indiquen el estado del clúster específico. Por ejemplo, el valor 0000 indica que no se está usando el clúster, FFF7 identifica al clúster como defectuoso por lo que no se utilizará, y los valores entre FFF8 y FFFF especifican que el clúster contiene el final de un archivo. En realidad, cada partición contiene dos copias de la tabla almacenada de manera contigua en el disco, para que pueda recuperarse si la primera copia se corrompe.

Sistema de archivos FAT32 Aunque el VFAT era un sistema inteligente, no afrontaba las limitaciones de FAT16. Como resultado, surgió un nuevo sistema de archivos en Windows 95 OSR2 (el cual no sólo contaba con una mejor administración FAT como fue el caso de VFAT). Este sistema de archivos, denominado FAT32 utiliza valores de 32 bits para las entradas FAT. De hecho, sólo se utilizan 28 bits, ya que 4 bits se reservan para su uso en el futuro. Cuando surgió el sistema de archivos FAT32, el máximo número de clústers por partición aumentó de 65535 a 268.435.455 (228-1). Por lo tanto, FAT32 permite particiones mucho más grandes (hasta 8 terabytes). Aunque en teoría, el tamaño máximo de una partición FAT32 es de 8 TB, Microsoft lo redujo, voluntariamente, a 32 GB en los sistemas 9x de Windows para promover NTFS (ref.: http://support.microsoft.com/default.aspx?scid=kb;en;184006). Ya que una partición FAT32 puede contener muchos clústers más que una partición FAT16, es posible reducir significativamente el tamaño de los clústers y, así, limitar también el espacio desperdiciado del disco. Por ejemplo, con una partición de 2 GB, es posible usar clústers de 4KB con sistemas FAT32 (en lugar de clústers de 32KB con sistemas FAT16), que reducen el espacio desperdiciado por un factor de 8.


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El intercambio radica en que FAT32 no es compatible con las versiones de Windows previas al OEM Service Release 2. Un sistema que arranque con una versión anterior simplemente no verá este tipo de particiones. Asimismo, las utilidades de administración de un disco de 16 bits, como ser versiones antiguas de Norton Utilities, ya no funcionarán correctamente. En términos de realización, el uso de un sistema FAT32 en lugar de un sistema FAT16 tendrá como resultado una leve mejora, de aproximadamente 5%, en el rendimiento.

¿Sistemas de archivos FAT16 o FAT32? Debido a que el número de clústers es limitado, el tamaño máximo de una partición depende del tamaño de cada clúster. Veamos el tamaño máximo de la partición según el tamaño del clúster y el sistema de archivos utilizado:

Tamaño del clúster Sistema de archivos FAT16

512 bytes 1 KB 2 KB

32 MB 64 MB 128 MB

4 KB

256 MB

8 KB

512 MB

16 KB

1 GB

32 KB

2 GB

Sistema de archivos FAT32 (en teoría)

64 MB 128 MB 256 MB 8 GB (1 TB) 16 GB (2 TB) 32 GB (4 TB) 2 GB (8 TB)

Al formatear un disco rígido, deberá decidir el tipo de sistema de archivos que utilizará y seleccionar el que le brinde el espacio disponible más cercano al tamaño que desea.

El sistema de archivos NTFS El sistema de archivos NTFS ( New Technology File System [Sistema de archivos de nueva tecnología]) se basa en una estructura llamada "tabla maestra de archivos" o MFT, la cual puede contener información detallada en los archivos. Este sistema permite el uso de nombres extensos, aunque, a diferencia del sistema FAT32, distingue entre mayúsculas y minúsculas. En cuanto al rendimiento, el acceso a los archivos en una partición NTFS es más rápido que en una partición de tipo FAT, ya que usa un árbol binario de alto rendimiento para localizar a los archivos. En teoría, el tamaño


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límite de una partición es de 16 exabytes (17 mil millones de TB). Sin embargo, el límite físico de un disco es de 2TB. Es a nivel de la seguridad que el NFTS se destaca, ya que permite que se definan atributos para cada archivo. La versión 5 de este sistema de archivos (estándar en Windows 2000 [cuyo seudónimo es NT 5]) brinda aún más opciones nuevas, como ser un alto rendimiento y cuotas de disco por volumen definidas para cada usuario. NTFS v.5 también debería admitir la administración remota...

Tabla maestra de archivos La Tabla maestra de archivos es una tabla de valores numéricos. Cada celda de estos valores describe la asignación de clústers de una partición. En otras palabras, es el estado (utilizado o no por un archivo) de cada clúster en la partición en la que está ubicado. El sistema de archivos NTFS se basa en una estructura diferente, llamada tabla maestra de archivos, que contiene registros de los archivos y directorios de la partición. El primer registro, llamado descriptor, contiene información acerca de la MFT (una copia de esta información se almacena en el segundo registro). El tercer registro contiene el archivo de registro. Este es un archivo que contiene todas las acciones llevadas a cabo en la partición. Los siguientes registros, que constituyen lo que se conoce como el núcleo, hacen referencia a cada archivo y directorio de la partición en la forma de objetos con atributos asignados. Esto implica que la información que concierne a cada archivo se almacena en un archivo y éste se registra dentro de la MFT. Por lo tanto, la MFT es una estructura de almacenamiento de los datos en la partición y no una lista de clústers.

¿Qué es la fragmentación? Cuando usted guarda un archivo en un disco (que en un principio está vacío), toda la información concerniente a este archivo se escribe secuencialmente. Es decir, una pieza atrás de la otra. Al guardar un segundo archivo, éste se escribirá a continuación del primero, y así consecutivamente.

Sin embargo, cuando se elimina un archivo, se produce un espacio vacío en el disco. Por lo tanto, los siguientes archivos llenarán los "agujeros", y sus piezas se dispersarán por el disco. Este fenómeno es aún más pronunciado en un disco rígido, que tiene mayor capacidad y contiene una enorme cantidad de archivos.

Entonces, cuando el sistema obtiene acceso a un archivo, el cabezal del disco necesitará analizar todos los lugares en los que se guardaron las piezas para poder leerlas. Este procedimiento reducirá el rendimiento de la PC...

¿Cómo se puede remediar esta fragmentación? Copiar, mover y eliminar archivos es inevitable, ya que el sistema está constantemente escribiendo archivos temporales. Por este motivo, debe utilizar una herramienta de desfragmentación, la cual es un paquete de


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software que puede reorganizar los archivos en el disco para que las "piezas" de un archivo se almacenen en forma contigua. Así, se podrán crear archivos más "compactos". Se recomienda usar una utilidad de desfragmentación regularmente (una vez por mes aproximadamente) que reorganice los datos almacenados en el disco.

Algunos consejos para la desfragmentación La herramienta de desfragmentación utiliza algoritmos para reordenar los archivos en el disco de la mejor manera posible. Los fragmentos de los archivos dispersados en el disco se mueven temporalmente, uno por uno, para liberar espacio (no utilizado por archivos) en el disco. Luego se reubican en un lugar apropiado. Cuanto más espacio disponible haya en el disco, más sencilla será la desfragmentación. Asimismo, si se cambian los datos durante la desfragmentación, la herramienta debe volver a calcular cómo mover los archivos para tener en cuenta estos nuevos cambios. Por lo tanto, es fundamental cerrar todas las aplicaciones abiertas antes de iniciar la desfragmentación. Ahora bien, el sistema operativo cuenta con procesos que se ejecutan de fondo y tienen acceso al disco rígido (especialmente si la cantidad de RAM en el sistema es insuficiente, debido a la creación de archivos de intercambio por el sistema). Por consiguiente, si su ordenador ejecuta Windows, se recomienda encarecidamente reiniciar el sistema en modo a prueba de errores, en el cual la configuración que se carga es mínima. Para reiniciar el ordenador en modo a prueba de errores, debe presionar la tecla F8 inmediatamente después de prender el ordenador (prueba de RAM y detección de disco) y justo antes de que aparezca el mensaje Windows se está iniciando.


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