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Autor Tema: [FAQ] - Discos Duros  (Leído 6124 veces)

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[FAQ] - Discos Duros
« en: Abril 16, 2006, 07:33:24 am »
[FAQ] - Discos Duros


    ¿Qué es un disco duro?

El disco duro es el principal soporte de almacenamiento de datos de un ordenador. Contiene el sistema operativo, todos los programas y el resto de los datos. Es muy rápido y fiable y no pierde información al apagar el ordenador. Antes de la aparición de los discos duros, los programas se almacenaban en planchas agujereadas de papel, bandas magnéticas o disquetes.

Un disco duro se compone de varios elementos; citaremos los más importantes para entender mejor su funcionamiento. La información se almacena en unos platos o discos finos, generalmente de aluminio, recubiertos por un material sensible a alteraciones magnéticas. Estos discos, cuyo número varía según la capacidad de la unidad, se encuentran agrupados uno sobre otro y atravesados por un eje, y giran continuamente a gran velocidad.

Cada uno de los discos posee dos diminutos cabezales de lectura/escritura, uno en cada cara. Estos cabezales se encuentran flotando sobre la superficie del disco sin llegar a tocarlo, a una distancia de unas 3 o 4 micropulgadas. Estos cabezales generan señales eléctricas que alteran los campos magnéticos del disco, dando forma a la información; dependiendo de la dirección hacia donde estén orientadas las partículas, valdrán 0 o valdrán 1.

La distancia entre el cabezal y el plato del disco también determina la densidad de almacenamiento del disco duro, ya que cuanto más cerca estén el uno del otro, más pequeño es el punto magnético y más información podrá albergar.

Como hemos comentado, los discos giran continuamente a gran velocidad; la velocidad de rotación incide directamente en el rendimiento de la unidad, concretamente en el tiempo de acceso. Es el parámetro más usado para medir la velocidad de un disco duro, y lo forman la suma de dos factores: el tiempo medio de búsqueda y la latencia; el primero es lo que tarda el cabezal en desplazarse a una pista determinada, y el segundo es el tiempo que emplean los datos en pasar por el cabezal.

Si se aumenta la velocidad de rotación, la latencia se reduce; en las antiguas unidades era de 3.600 rpm (revoluciones por minuto), lo que daba una latencia de 8,3 ms. La mayoría de los discos duros actuales giran ya a 7.200 rpm, con lo que se obtienen 4,17 ms de latencia. Y actualmente, existen discos de alta gama aún más rápidos, de 10.000 rpm.

En cuanto a la estructura del disco, la superficie se divide en una serie de anillos concéntricos, denominados pistas. Al mismo tiempo, las pistas son divididas en tramos de una misma longitud, llamados sectores; normalmente un sector contiene 512 bytes. Otro concepto es el de cilindro, usado para describir las pistas que tienen el mismo número pero en diferentes discos. Finalmente, los sectores suelen agruparse en clusters o unidades de asignación.

La elección de un disco duro para el mercado de consumo depende de varios criterios. Los discos duros IDE/ATA/SATA cuentan con una buena capacidad pero una duración algo menor que los SCSI, que son muy fiables pero en general tienen menor capacidad. Para un ordenador de trabajo es suficiente con un disco duro IDE/ATA/SATA, pero para los servidores se recomienda un modelo SCSI.




    ¿Qué formatos existen?

El primer disco duro utilizado en un PC tenía una capacidad de almacenamiento de 10 MBytes. Era más grueso, medía 15 cm de ancho y 20 cm de largo y pesaba cerca de 5 kg. Las diferencias son tremendas respecto a los discos duros actuales. Todas estas variaciones morfológicas se deben al continuo refinamiento de los materiales y al consiguiente aumento de la densidad acumulativa, así como a la mejora de los métodos de almacenamiento y al perfeccionamiento y optimización de los componentes electrónicos.

Las unidades de disco duro pueden adquirirse en formato de 3,5 pulgadas, aunque también existen de 2,5 pulgadas para los ordenadores portátiles y otros tamaños especiales para otros dispositivos, que pueden alcanzar capacidades muy elevadas (varios cientos de GB).

A diferencia de las unidades de disquete y de otros dispositivos de almacenamiento, las unidades de disco duro están selladas. El medio portador de datos no puede ser extraído (los platillos o discos internos), por ello, el término común de disco duro suele hacer referencia a la unidad en su conjunto (carcasa exterior y componentes internos).




    ¿Qué capacidades existen?

 Para calcular la capacidad de un disco duro y el reparto de la información, veamos primero su estructura física.

Un disco duro está formado por una serie de discos o platillos apilados unos sobre otros dentro de una carcasa impermeable al aire y al polvo. Son de aluminio y van recubiertos de una película plástica sobre la que se ha diseminado un fino polvo de óxido de hierro o de cobalto como material magnético.

Los más comunes son los platillos de 3,5 pulgadas (8,9 cm). Cada disco tiene dos caras ya cada una de ellas le corresponde una cabeza de lectura/escritura soportada por un brazo. En la práctica, estos brazos situados entre dos platillos contienen dos cabezas de lectura/escritura. La palabra cabeza se utiliza para designar a una cara. Así, se dirá por ejemplo, que un disco de siete platillos donde se emplean todas las caras, tiene catorce cabezas.

La superficie de los platillos se divide en pistas concéntricas numeradas desde la parte exterior empezando por la pista número 0. Cuántas más pistas tenga un disco de una dimensión determinada, más elevada será su densidad, y por tanto, mayor será su capacidad.

Todas las cabezas de lectura/escritura se desplazan a la vez, por lo que es más rápido escribir en la misma pista de varios platillos que llenar los platillos uno después de otro. El conjunto de pistas del mismo número en los diferentes platillos se denomina cilindro. Así por ejemplo, el cilindro 0 será el conjunto formado por la pista 0 de la cara 0, la pista 0 de la cara 1, la pista 0 de la cara 2, la pista 0 de la cara 3, etc. Un disco duro posee, por consiguiente, tantos cilindros como pistas hay en una cara de un platillo.

Las pistas están divididas a su vez en sectores con un número variable de 17 a más de 50. Estos sectores poseen varios tamaños: los situados más cerca del centro son más pequeños que los del exterior, aunque almacenan, sin embargo, la misma cantidad de datos, 512 bytes. La densidad, pues, es mayor en los sectores internos que en los externos.

Esto nos llevaría a preguntamos por qué no se aumenta la capacidad de los discos colocando más sectores en las pistas exteriores que en las interiores. La respuesta es simple, porque hasta ahora no ha merecido la pena obtener ese aumento de capacidad a cambio de una organización más complicada de la información. Es más fácil controlar pistas que tienen todas un mismo número de sectores que aquellas en las que el número de sectores varia dependiendo de la posición de la misma. Los discos duros más modernos que utilizan un procedimiento denominado Zone-bit-recording colocan un número de sectores distinto en función del diámetro de la pista.

En los discos duros más antiguos el número de sectores es el mismo para cada pista. Seria lógico pensar que todos los discos duros tienen un número par de cabezas ya que hay un número par de caras de los platillos. Sin embargo, en la práctica, una cara de un platillo puede contener informaciones específicas que sirven para el posicionamiento de las cabezas. Por este motivo, hay discos que tienen un número impar de cabezas. De igual forma, es posible reservar también uno o varios cilindros.

La capacidad neta de un disco duro viene dada por la siguiente fórmula:

Capacidad = Bytes por sector x Número de sectores x Número de cilindros x Número de cabezas

El número de pistas o cilindros, el de las caras de los platillos y el de los cabezales viene determinado físicamente por el fabricante. Por otro lado, la cantidad de sectores depende del procedimiento de grabación y de la densidad de los datos que vayan a almacenarse en el disco. Este factor se establece por la calidad de la película con que se haya recubierto la superficie de las láminas o placas.

En cuanto a la capacidad neta de un disco duro, esta denominación corresponde, en realidad, a la capacidad disponible después de darle formato. A menudo, lo que aparece en la documentación técnica de los discos duros es su capacidad en bruto. El volumen neto es, por supuesto, inferior, porque en él ya se ha descontado el espacio requerido para la gestión del disco duro.

Por poner un ejemplo, en unidades con varios cientos de MBs la diferencia entre los valores neto y bruto puede alcanzar fácilmente los 30 MB 0 los 50 MB. En un disco duro con una capacidad bruta de 2.000 MB (2 GB) el espacio neto disponible alcanza, como mucho, los 1.700 MB. La diferencia es, por tanto, bastante sustancial.




    ¿Qué conexiones existen?

La interfaz IDE

La interfaz IDE (Integrated Drive Electronics, electrónica de unidades integradas), se utiliza para conectar a nuestro ordenador discos duros y regrabadoras o lectores de CD/DVD y siempre ha destacado por su bajo coste y, últimamente, también por su alto rendimiento, equiparable al de las unidades SCSI, que poseen un coste superior.

La mayoría de las unidades de disco (dispositivos de almacenamiento de datos como discos duros, lectores de CD-ROM o DVD, etc.) actuales utilizan este interfaz debido principalmente a su precio económico y facilidad de instalación, ya que no es necesario añadir ninguna tarjeta a nuestro ordenador para poder utilizarlas a diferencia de otras interfaces como SCSI (que veremos más adelante), ya que todas las placas base actuales incluyen dos canales IDE a los que podremos conectar hasta cuatro dispositivos IDE (dos en cada canal). En multitud de ocasiones, la controladora IDE venía integrada en la tarjeta de sonido.

La normativa ATA (Advanced Technology Attachment, conector de tecnología avanzada) se define por primera vez en el año 1988 utilizando el obsoleto modo PIO (Programmed Input Output, entrada y salida programada) para transmitir datos. Hablar de interfaz ATA es lo mismo que hablar de interfaz IDE, puesto que ambas tecnologías han estado siempre ligadas.

El principal inconveniente de este modo es que es necesaria la intervención del procesador para la transmisión de los datos, por lo que el rendimiento del sistema se ve afectado. Dentro del modo PIO, podemos distinguir varias evoluciones:

    * Modo PIO-0: Es capaz de transmitir datos a velocidades de hasta 3,3 MB/s
    * Modo PIO-1: Es capaz de transmitir datos a velocidades de hasta 5,2 MB/s
    * Modo PIO-2: Es capaz de transmitir datos a velocidades de hasta 8,3 MB/s

Todos estos modos pertenecen a la especificación ATA, pero en 1996, dada la necesidad de un mayor flujo de datos, aparece la nueva especificación ATA-2 o EIDE (Enhanced IDE) que da lugar también a la aparición de dos nuevos modos de transmisión de datos:

    * Modo PIO-3: Es capaz de transmitir datos a velocidades de hasta 11,1 MB/s
    * Modo PIO-4: Es capaz de transmitir datos a velocidades de hasta 16 MB/s

Debido al bajo rendimiento de este modo y al uso que hacían del procesador, en 1998 nace un nuevo modo de transmisión de datos, conocido como Ultra ATA que hace uso de un bus DMA (Direct Memory Access, acceso directo a la memoria) y no requiere la intervención del procesador para la transferencia de datos. Además, este estándar ha ido evolucionando y actualmente alcanza velocidades de hasta 133 MB/s.

    * ATA 33: Esta norma tiene varias velocidades de transmisión de datos, según el modo UltraDMA que soporten la unidad y             
       la controladora IDE: usando el modo UltraDMA 0 es capaz de llegar a los 16,67 MB/s, con el modo UltraDMA 1 esta   
       velocidad llega hasta los 25 MB/s y utilizando el modo UltraDMA 2 alcanza los 33 MB/s.
    * ATA 66: Dentro de esta norma también podremos encontrar dos variantes: utilizando el modo UltraDMA 3 podremos   
       alcanzar velocidades de hasta 44,44 MB/s, mientras que con el modo UltraDMA 4 podemos llegar a los 66 MB/s.
    * ATA 100: Esta norma utiliza el modo UltraDMA 5 y alcanza velocidades de hasta 100 MB/s.
    * ATA 133: Con esta especificación podemos alcanzar velocidades de transferencia de hasta 133 MB/s.

Ha pasado a llamarse PATA (Parallel ATA) debido a la aparición de la interfaz SATA (Serial ATA) que trataremos a continuación.

Para la conexión de estos dispositivos es necesario un cable IDE, pero si queremos aprovechar las posibilidades DMA de nuestros dispositivos, es necesario que éste sea de 80 hilos, mientras que si nuestro dispositivo tan sólo posee características PIO el cable deberá contar con tan solo 40 hilos. El modo ATA 33 también puede ser usado con un cable convencional de 40 hilos.

Es importante señalar que estas son velocidades máximas teóricas que casi nunca se alcanzan y nunca de manera sostenida.

Interfaz Serial ATA

Esta interfaz ha sido diceñada para sobrepasar los límites de la interfaz Parallel ATA. La interfaz Serial ATA será totalmente compatible con todos los sistemas operativos actuales y poco a poco irá sustituyendo a la interfaz PATA, aunque ambos sistemas convivirán durante cierto tiempo. Cabe destacar que las placas base actuales soportan ambos tipos de interfaces.

Gracias a esta interfaz, podremos obtener unas mayores velocidades (inicialmente hasta 150 MB/s, aunque en siguientes versiones esta cifra se dobla y posteriormente llega a los 600 MB/s), crear discos duros de mayor capacidad y reducir el consumo eléctrico de las unidades. Además, el cable mediante el cual la unidad se conecta a la placa base es mucho más pequeño (tan sólo tiene siete conectores), lo que ayuda a mejorar la ventilación y es menos sensible a las interferencias, por lo que se podrán crear cables más largos sin ningún problema.

Si nuestra placa base no posee una interfaz SATA y disponemos de alguna unidad que requiera esta interfaz, es posible adquirir tarjetas PCI con una controladora de este tipo, pero debido a las características del bus PCI, sólo podremos transferir datos según el estándar SATA 150 y no podremos aprovechar las futuras generaciones de este estándar.



1 - Cable IDE/ATA de 80 hilos / 40 hilos
2 - Cable IDE/ATA de 40 hilos / 40 contactos
3 - Cables SCSI con terminador para LVD-SCSI
4 - Cable de disquetera
5 - Cables Serial-ATA
6 - Cable en Y de 4 contactos para alimentación
7 - Cable IDE/ATA redondo de 80 hilos / 40 contactos

La interfaz SCSI

La interfaz SCSI ha sido tradicionalmente el estándar para conectar dispositivos que necesitaran unas velocidades de transferencias elevadas, como discos duros destinados a edición de audio y vídeo. Sus principales características son:

    * La velocidad de transferencia de datos de estas unidades puede llegar hasta los 160 MB/s.
    * Es posible conectar hasta 15 dispositivos a la misma tarjeta SCSI sin tener que generar por ello nuevas interrupciones.
    * Los dispositivos SCSI pueden leer y escribir datos simultáneamente incrementando su rendimiento, lo que les hace
       ideales para la grabación y monitorización simultánea.
    * En el mercado existen unidades SCSI que trabajan a una velocidad de 15.000 rpm, mientras que las mejores unidades 
       IDE tan sólo lo hacen a 7.200 rpm. A mayor rpm, mayor velocidad de lectura y escritura de la unidad.
    * Los tiempos de accesos a los datos de estas unidades rondan los 6-7 ms y se reducen hasta 3-4 ms en las unidades de
      15.000 rpm, mientras que el tiempo de acceso de las mejores unidades IDE no suele bajar de los 8 ms.

Sin embargo, no todo está a favor de las unidades SCSI, ya que las unidades IDE han avanzado mucho y, aunque no las alcanzan aún en prestaciones, cada vez están más cerca. Sin embargo, la mayor ventaja que poseen los dispositivos IDE es el precio: para la misma capacidad, un dispositivo IDE puede costar un 30% o hasta un 50 % menos. Además, todas las placas base actuales incluyen una controladora IDE por lo que, al contrario que ocurre con las unidades SCSI, no necesitaremos añadir a nuestro sistema una controladora SCSI mediante un bus PCI.

A pesar de esta explicación, es posible que muchos usuarios aún se pregunten qué tipo de unidad deben adquirir. La decisión no es demasiado complicada: si no vamos a tratar temas como edición de vídeo o de audio con un número elevado de pistas (una unidad IDE podrá trabajar perfectamente con hasta 24 pistas de audio), es un gasto innecesario decantarse por la opción SCSI. Sin embargo, si queremos conectar muchas unidades, tanto externas como externas o trabajamos con muchas pistas de audio y/o edición de vídeo profesional, merece la pena el gasto adicional que supone adquirir una o varias unidades SCSI.

También podemos adquirir una solución mixta: adquirir una unidad IDE de gran capacidad para instalar en ella el sistema operativo, programas, datos, etc. y una unidad SCSI más pequeña para realizar la edición de vídeo y audio. Con esto, nos aseguramos poder trabajar con el audio en tiempo real sin ningún tipo de problemas y disponer de suficiente espacio de almacenamiento para nuestros datos.

Configuración de nuestras unidades IDE

En este apartado veremos como configurar de forma óptima nuestras unidades IDE, ya que aunque en cada canal IDE se pueden conectar dos dispositivos, no se pueden realizar tareas de lectura o escritura a la vez en ambos.

Conectar uno de estos dispositivos no es difícil: tan sólo tendremos que localizar en nuestra placa base los conectores IDE (podremos localizarlos porque al lado pone normalmente IDE 1 ó IDE 2, según el canal que sea) y conectar ahí el extremo del cable con la indicación: System. Después, conectar la unidad al extremo del cable si funciona como maestra (Master) o al conector del medio si funciona como esclava (Slave) (si nuestro cable sólo tiene un conector, la unidad debe ir como maestra).

Para seleccionar si nuestra unidad funcionará como maestra o como esclava (sólo si es PATA), debemos configurar adecuadamente los jumpers que se incluyen. Para saber como debemos colocarlos, tan sólo debemos comprobar en nuestra unidad el esquema que ésta suele incluir.

Las normas básicas que tenemos que tener en cuenta son:

    * A cada canal podremos conectar dos dispositivos IDE.
    * Una de estas unidades debe configurarse como maestra, mientras que la otra va como esclava. Esto no es más que una
       forma de nombrarlas, es decir, no porque conectemos la unidad como maestra ésta funcionará más rápida.
    * Ambas unidades no puede utilizar a la vez el mismo canal IDE, es decir, si tratamos de utilizar dos dispositivos conectados
       al mismo canal IDE a la vez, el rendimiento de ambos se verá reducido.
    * Al tener dos controladores IDE en la placa base, podremos conectar hasta 4 dispositivos. Si necesitamos conectar más,
       deberemos recurrir a una tarjeta controladora PCI externa.
    * El disco duro que contenga el sistema operativo debe ir como maestro en el primer canal IDE.

Para entender esto con más claridad, a continuación veremos unos ejemplos:

    * Unidades conectadas: un disco duro y un lector de DVD.
       En esta ocasión lo más recomendable es conectar cada uno como maestro en un canal IDE (el disco duro en el primario     
       y el lector en el secundario) para evitar que las transferencias de uno "interfieran" en las del otro.
    * Unidades conectadas: un disco duro, un lector de CD y una regrabadora.
       La opción más recomendable para esta configuración es conectar el disco duro y el lector de CD juntos en el canal IDE
       primario (siempre el disco duro como maestro) y la grabadora sola en el IDE secundario. El objetivo de esta configuración
       es asegurar que podamos hacer copias de CD a la máxima velocidad posible, ya que al encontrarse la grabadora sola en
       su bus IDE, no compartirá dicho bus con ningún otro dispositivo.
    * Unidades conectadas: dos discos duros, un lector de CD y una grabadora.
       En este caso lo ideal sería conectar las unidades tal como están en el apartado anterior y añadir el segundo disco duro
       como esclavo de la grabadora.




    ¿Que es la tecnología RAID?

El concepto de RAID fue desarrollado por un grupo de científicos en la Universidad de California en Berkley en 1987. Los científicos investigaban usando pequeños discos duros unidos en un montaje (definido como dos o más discos duros agrupados para aparecer como un dispositivo único para el servidor) y compararon el rendimiento y los costos de este tipo de configuración de almacenamiento con el uso de un SLED (Single Large Expensive Disk), común en aplicaciones de mainframes.

Su conclusión fue que los montajes de discos duros pequeños y poco costosos ofrecían el mismo o un mejor rendimiento que los SLED. Sin embargo, dado que había mas discos usados en un montaje, el MTBDL (Mean Time Before Data Loss, tiempo medio antes de pérdida de datos), calculado dividiendo el TMEF (tiempo medio entre fallos) por el número de discos en el montaje, sería inaceptablemente bajo.

Los problemas entonces fueron como manejar el TMEF y prevenir que la caída de un solo disco duro causara pérdida de datos en el montaje. Para mejorar esto, propusieron cinco tipos de montajes redundantes, definiéndolos como RAID Nivel 1 hasta 5. El nivel del RAID es simplemente la arquitectura que determina cómo se logra la redundancia y cómo los datos están distribuidos a través de los discos duros del montaje.

Además del RAID 1 hasta 5, existe una configuración de montaje no redundante que emplea partición de datos (esto es, partir los archivos en bloques pequeños y distribuir estos bloques a través de los HDD del montaje), esto se conoce como RAID 0.




RAID 0

También llamado partición de los discos, los datos son distribuidos a través de discos paralelos. RAID 0 distribuye los datos rápidamente a los usuarios, pero no ofrece más protección a fallos de hardware que un simple disco.

RAID 1

También llamado Disk mirroring, provee la mas alta medida de protección de datos a través de una completa redundancia. Los datos son copiados a dos discos simultáneamente. La disponibilidad es alta pero el precio también, dado que los usuarios deben comprar dos veces la capacidad de almacenamiento que requieren.

RAID 0/1

Combina Disk mirroring y partición de datos. El resultado es gran disponibilidad al más alto rendimiento de entrada y de salida para las aplicaciones de negocios mas críticas. Tanto aquí como en el RAID 1 los discos se encuentran duplicados. Dado que son relativamente baratos, RAID 0/1 es una alternativa para los negocios que necesitan sólo uno o dos discos para sus datos; sin embargo, el precio puede convertirse en un problema cuando se requieren más de dos discos.

RAID 3

Logra redundancia sin mirroring completo. El flujo de los datos es particionado a través de todos los discos duros de datos en el montaje. La información extra que provee la redundancia está escrita en un disco duro exclusivamente dedicado a la paridad. Si cualquier disco duro del montaje falla, los datos perdidos pueden ser reconstruidos matemáticamente desde los miembros restantes del montaje. RAID 3 es especialmente apropiado para procesamiento de imágenes y otras aplicaciones en las que deban transferirse rápidamente grandes bloques de datos guardados secuencialmente.

RAID 5

Todos los discos duros del montaje operan independientemente. Un registro entero de datos es almacenado en un solo disco, permitiendo al montaje satisfacer múltiples requerimientos de entrada y salida al mismo tiempo. La información de paridad está distribuida en todos los discos, aliviando el cuello de botella de acceder un solo disco de paridad durante operaciones de entrada y salida concurrentes. RAID 5 está recomendado para procesos de transacciones on-line, automatización de oficinas, y otras aplicaciones caracterizadas por un gran número de requerimientos concurrentes de lectura. RAID 5 provee accesos rápidos a los datos y una gran medida de protección a un precio más bajo que el Disk Mirroring.


    ¿Qué sistemas de archivos existen?

Un sistema de archivos es una estructura que permite tanto el almacenamiento de información en una partición como su modificación y recuperación. Para que sea posible trabajar en una partición es necesario asignarle previamente un sistema de archivos. Esta operación se denomina dar formato a una partición. Generalmente cada sistema de archivos ha sido diseñado para obtener el mejor rendimiento con un sistema operativo concreto (FAT para DOS, FAT32 para Windows 98, NTFS para Windows NT y XP, HPFS para OS/2?). Sin embargo, es habitual que el mismo sistema operativo sea capaz de reconocer múltiples sistemas de archivos. A continuación nombraremos los sistemas de archivos más comunes. FAT (File Allocate Table, tabla de asignación de archivos)

Este sistema de archivos se basa, como su nombre indica, en una tabla de asignación de archivos o FAT. Esta tabla es el índice del disco. Almacena los grupos utilizados por cada archivo, los grupos libres y los defectuosos. Como consecuencia de la fragmentación de archivos, es corriente que los distintos grupos que contienen un archivo se hallen desperdigados por toda la partición. La FAT es la encargada de seguir el rastro de cada uno de los archivos por la partición. Un grupo, cluster o unidad de asignación es la unidad mínima de almacenamiento de un archivo en una partición y está formada por uno o varios sectores contiguos del disco. Esto quiere decir que el espacio real ocupado por un archivo en disco será siempre múltiplo del tamaño del grupo. Además, cada grupo puede almacenar información de un solo archivo. Si no cabe en un solo grupo, se utilizarán varios (no necesariamente contiguos). Para hacernos una idea del nefasto resultado de un tamaño de grupo incorrecto, consideremos dos archivos de 1 byte cada uno. Si el tamaño del grupo es de 32 KB, se utilizarán dos grupos y el espacio real ocupado en disco habrá sido de 64 KB = 65.536 bytes en vez de 2 bytes, como sería de esperar. Este sistema posee importantes limitaciones: nombres de archivos cortos; tamaño máximo de particiones de 2 GB; grupos (clusters) demasiados grandes, con el consiguiente desaprovechamiento de espacio en disco; elevada fragmentación, que ralentiza el acceso a los archivos. Pero tiene a su favor su sencillez y compatibilidad con la mayoría de sistemas operativos. Debido a que la FAT de este sistema de archivos tiene entradas de 16 bits (por eso, a veces se llama FAT16), sólo se pueden utilizar 216 = 65.536 grupos distintos. Esto implica que, con el fin de aprovechar la totalidad del espacio de una partición, los grupos tengan tamaños distintos en función del tamaño de la partición. Por ejemplo, con un grupo de 16 KB se puede almacenar hasta 216 grupos * 16 KB/grupo = 220 KB = 1 GB de información. El límite de la partición (2 GB) se obtiene al considerar un grupo máximo de 32 KB (formado por 64 sectores consecutivos de 512 bytes). VFAT (Virtual FAT)

Este sistema de archivos logra remediar uno de los mayores problemas del sistema FAT: los nombres de archivos y directorios sólo podían contener 8 caracteres de nombre y 3 de extensión. Con VFAT, se logra ampliar este límite a 255 caracteres entre nombre y extensión. La mayor ventaja de VFAT es que tiene plena compatibilidad con FAT. Por ejemplo, es factible utilizar la misma partición para dos sistemas operativos que utilicen uno FAT y otro VFAT (MS-DOS y Windows 95). Cuando entremos desde MS-DOS, los nombres largos de archivos se transforman en nombres cortos según unas reglas establecidas, y pueden ser utilizados del modo habitual. De todas maneras, hay que prestar cierta atención cuando se trabaja desde MS-DOS con archivos que tienen nombres largos: no se deben realizar operaciones de copiado o borrado, ya que se corre el riesgo de perder el nombre largo del archivo y quedarnos sólo con el corto. Desde Windows 95, se trabaja de forma transparente con nombres cortos y largos. Tanto las particiones FAT como las VFAT están limitadas a un tamaño máximo de 2 GB. Esta es la razón por la que los discos duros mayores de este tamaño que vayan a trabajar con alguno de los dos sistemas necesiten ser particionados en varias particiones más pequeñas. El sistema de archivos FAT32 ha sido diseñado para aumentar este límite a 2 TB (1 terabyte = 1024 GB). FAT32 (FAT de 32 bits)

El sistema FAT32 permite trabajar con particiones mayores de 2 GB. No solamente esto, sino que además el tamaño del grupo (cluster) es mucho menor y no se desperdicia tanto espacio como ocurría en las particiones FAT. La conversión de FAT a FAT32, se puede realizar desde el propio sistema operativo Windows 98, o bien desde utilidades como Partition Magic. Sin embargo, la conversión inversa no es posible desde Windows 98, aunque sí desde Partition Magic. Hay que tener en cuenta que ni MS-DOS ni las primeras versiones de Windows 95 pueden acceder a los datos almacenados en una partición FAT32. Esto quiere decir que si tenemos en la misma partición instalados MS-DOS y Windows 98, al realizar la conversión a FAT32 perderemos la posibilidad de arrancar en MS-DOS (opción "Versión anterior de MS-DOS" del menú de arranque de Windows 98). Con una conversión inversa se puede recuperar esta opción. Por estos motivos de incompatibilidades, no es conveniente utilizar este sistema de archivos en particiones que contengan datos que deban ser visibles desde otros sistemas de archivos. En los demás casos, suele ser la opción más recomendable. NTFS (New Technology File System, sistema de archivos de nueva tecnología)

Este es el sistema de archivos que permite utilizar todas las características de seguridad y protección de archivos de Windows NT y XP. NTFS sólo es recomendable para particiones superiores a 400 MB, ya que las estructuras del sistema consumen gran cantidad de espacio. NTFS permite definir el tamaño del grupo (cluster), a partir de 512 bytes (tamaño de un sector) de forma independiente al tamaño de la partición. Las técnicas utilizadas para evitar la fragmentación y el menor desaprovechamiento del disco, hacen de este sistema de archivos el sistema ideal para las particiones de gran tamaño requeridas en grandes ordenadores y servidores. HPFS (High Performance File System, sistema de archivos de alto rendimiento)

HPFS es el sistema de archivos propio de OS/2. Utiliza una estructura muy eficiente para organizar los datos en las particiones. HPFS no utiliza grupos sino directamente sectores del disco (que equivalen a un grupo de 512 bytes). En vez de utilizar una tabla FAT al principio de la partición, emplea unas bandas distribuidas eficazmente por toda la partición. De esta forma se consigue, suprimir el elevado número de movimientos que los cabezales de lectura/escritura tienen que realizar a la tabla de asignación en una partición FAT. El resultado de este sistema es una mayor velocidad de acceso y un menor desaprovechamiento del espacio en disco. MS-DOS (y Windows 3.1) reconocen únicamente particiones FAT; Windows 95 admite tanto particiones FAT como VFAT; Windows 98 y Windows 95 OSR2 soportan FAT, VFAT y FAT32; Windows NT 4.0 admite particiones FAT, VFAT y NTFS; Windows 2000 soporta las particiones FAT, VFAT, FAT32 y NTFS; Windows XP soporta las particiones FAT32 y NTFS; Linux admite su propio sistema de archivos y, dependiendo de las versiones, la mayoría de los anteriores.




    ¿En qué consisten las particiones?

Cada disco duro constituye una unidad física distinta. Sin embargo, los sistemas operativos no trabajan con unidades físicas directamente, sino con unidades lógicas. Dentro de una misma unidad física de disco duro puede haber varias unidades lógicas. Cada una de estas unidades lógicas constituye una partición del disco duro. Esto quiere decir que podemos dividir un disco duro en, por ejemplo, dos particiones (dos unidades lógicas dentro de una misma unidad física) y trabajar de la misma manera que si tuviésemos dos discos duros (una unidad lógica para cada unidad física).

Particiones y directorios: ambas estructuras permiten organizar datos dentro de un disco duro. Sin embargo, presentan importantes diferencias:

1) Las particiones son divisiones de tamaño fijo del disco duro; los directorios son divisiones de tamaño variable de la partición; 2) Las particiones ocupan un grupo de cilindros contiguos del disco duro (mayor seguridad); los directorios suelen tener su información desperdigada por toda la partición; 3) Cada partición del disco duro puede tener un sistema de archivos (sistema operativo) distinto; todos los directorios de la partición tienen el sistema de archivos de la partición.

Como mínimo, es necesario crear una partición para cada disco duro. Esta partición puede contener la totalidad del espacio del disco duro o sólo una parte. Las razones que nos pueden llevar a crear más de una partición por disco se suelen reducir a tres.

1) Razones de organización. Considérese el caso de un ordenador que es compartido por dos usuarios y, con objeto de lograr una mejor organización y seguridad de sus datos deciden utilizar particiones separadas. 2) Instalación de más de un sistema operativo. Debido a que cada sistema operativo requiere (como norma general) una partición propia para trabajar, si queremos instalar dos sistemas operativos a la vez en el mismo disco duro (por ejemplo, Windows 98 y Linux), será necesario particionar el disco. 3) Razones de eficiencia. Por ejemplo, suele ser preferible tener varias particiones FAT pequeñas antes que una gran partición FAT. Esto es debido a que cuanto mayor es el tamaño de una partición, mayor es el tamaño del grupo (cluster) y, por consiguiente, se desaprovecha más espacio de la partición. Más adelante, explicaremos esto con mayor detalle.

Las particiones pueden ser de dos tipos: primarias o lógicas. Las particiones lógicas se definen dentro de una partición primaria especial denominada partición extendida.

En un disco duro sólo pueden existir 4 particiones primarias (incluida la partición extendida, si existe). Las particiones existentes deben inscribirse en una tabla de particiones de 4 entradas situada en el primer sector de todo disco duro. De estas 4 entradas de la tabla puede que no esté utilizada ninguna (disco duro sin particionar, tal y como viene de fábrica) o que estén utilizadas una, dos, tres o las cuatro entradas. En cualquiera de estos últimos casos (incluso cuando sólo hay una partición), es necesario que en la tabla de particiones figure una de ellas como partición activa. La partición activa es aquella a la que el programa de inicialización (Master Boot) cede el control al arrancar. El sistema operativo de la partición activa será el que se cargue al arrancar desde el disco duro. De todo lo anterior se pueden deducir varias conclusiones: para que un disco duro sea utilizable debe tener al menos una partición primaria. Además, para que se pueda arrancar desde ese disco duro, debe tener activada una de las particiones y un sistema operativo instalado en ella. Esto quiere decir que el proceso de instalación de un sistema operativo en un ordenador consta de la creación de su partición correspondiente, instalación del sistema operativo (formateo de la partición y copia de archivos) y activación de la misma. De todas maneras, es usual que este proceso esté guiado por la propia instalación. Un disco duro no arrancará si no se ha definido una partición activa o si, habiéndose definido, no se puede arrancar desde esa partición (no contiene un sistema operativo).

Hemos visto antes que no es posible crear más de cuatro particiones primarias. Este límite, ciertamente pequeño, se logra subsanar mediante la creación de una partición extendida (como máximo una). Esta partición ocupa, al igual que el resto de las particiones primarias, una de las cuatro entradas posibles de la tabla de particiones. Dentro de una partición extendida se pueden definir particiones lógicas sin límite. El espacio de la partición extendida puede estar ocupado en su totalidad por particiones lógicas o bien, tener espacio libre sin particionar.

Veamos el mecanismo que se utiliza para crear la lista de particiones lógicas. En la tabla de particiones del Master Boot Record debe existir una entrada con una partición extendida (la cual no tiene sentido activar). Esta entrada apunta a una nueva tabla de particiones similar a la ya estudiada, de la que sólo se utilizan sus dos primeras entradas. La primera entrada corresponde a la primera partición lógica; la segunda, apuntará a una nueva tabla de particiones. Esta nueva tabla contendrá en su primera entrada la segunda partición lógica y en su segunda, una nueva referencia a otra tabla. De esta manera, se va creando una cadena de tablas de particiones hasta llegar a la última, identificada por tener su segunda entrada en blanco.

Particiones primarias y particiones lógicas

Ambos tipos de particiones generan las correspondientes unidades lógicas del ordenador. Sin embargo, hay una diferencia importante: sólo las particiones primarias se pueden activar. Además, algunos sistemas operativos no pueden acceder a particiones primarias distintas a la suya.

Lo anterior nos da una idea de qué tipo de partición utilizar para cada necesidad. Los sistemas operativos deben instalarse en particiones primarias, ya que de otra manera no podrían arrancar. El resto de particiones que no contengan un sistema operativo, es más conveniente crearlas como particiones lógicas. Por dos razones: primera, no se malgastan entradas de la tabla de particiones del disco duro y, segunda, se evitan problemas para acceder a estos datos desde los sistemas operativos instalados. Las particiones lógicas son los lugares ideales para contener las unidades que deben ser visibles desde todos los sistemas operativos.

Algunos sistemas operativos presumen de poder ser instalados en particiones lógicas (Windows NT), sin embargo, esto no es del todo cierto: necesitan instalar un pequeño programa en una partición primaria que sea capaz de cederles el control.

Estructura lógica de las particiones
Dependiendo del sistema de archivos utilizado en cada partición, su estructura lógica será distinta. En los casos de MS-DOS y Windows 95, está formada por sector de arranque, FAT, copia de la FAT, directorio raíz y área de datos. De todas formas, el sector de arranque es un elemento común a todos los tipos de particiones.

Todas las particiones tienen un sector de arranque (el primero de la partición) con información relativa a la partición. Si la partición tiene instalado un sistema operativo, este sector se encargará de arrancarlo. Si no hubiese ningún sistema operativo (como es el caso de una partición para datos) y se intentara arrancar, mostraría un mensaje de error.

Consejos a la hora de crear particiones

La principal decisión que debemos tomar a la hora de crear una partición es elegir entre primaria o lógica. Recordemos que las particiones lógicas deben ser creadas dentro de una partición primaria especial denominada partición extendida. Ya hemos visto que la mejor política que podemos seguir es utilizar, en la medida de lo posible, antes las particiones lógicas que las primarias: podemos crear un número indefinido de particiones lógicas pero sólo cuatro particiones primarias (contando la extendida).

Las particiones primarias suelen ser el lugar ideal para instalar sistemas operativos, ya que son las únicas que se pueden activar. Los sistemas operativos MS-DOS, Windows 95 y Windows 98 sólo pueden ser instalados en particiones primarias. Y aunque Windows NT, Linux y OS/2 puedan ser instalados en particiones lógicas, puede que ésta no sea siempre la opción más acertada. La razón es que es necesario instalar algún gestor de arranque, ya sea en el sector de arranque del disco duro o en el de alguna partición primaria. Si no deseamos alterar ninguna de las particiones primarias existentes ni el sector de arranque, la única opción es realizar una instalación en una partición primaria del primer disco duro.

Debido a que MS-DOS y Windows 9x presentan problemas al instalarse detrás de los primeros 528 MB del disco duro, es preferible crear sus particiones al principio del disco duro (o lo antes posible, sin superar este límite). Los demás sistemas operativos, en caso de haberlos, se instalarán entonces a continuación. Generalmente suele ser más acertado instalar los sistemas operativos en el primer disco duro. Sin embargo, debido a la flexibilidad de Linux o Windows NT podemos inclinarnos por otras opciones dependiendo de la configuración actual de nuestro equipo.

Algunos usuarios prefieren separar los sistemas operativos, programas y datos en sus correspondientes particiones. Esto puede aportar una mayor robustez al sistema, ya que la corrupción de los archivos del sistema operativo o los programas no afectan a los datos. Además, si utilizamos particiones separadas para los sistemas operativos y los programas, nos facilita la utilización de los mismos programas desde distintos sistemas operativos. Por ejemplo, una partición lógica FAT para programas permitiría ejecutar los mismos programas desde Windows NT (instalado en una partición NTFS) o desde Windows 98 (instalado en una partición FAT32). Pero esta disposición del disco duro aumenta su complejidad (un mayor número de unidades) y obliga a calcular a priori el tamaño de cada partición. Como ya dijimos anteriormente, las únicas particiones que deben ser primarias son las de los sistemas operativos, el resto serán lógicas.

Una opción intermedia consiste en separar los archivos del sistema (sistema operativo y programas) de nuestros datos. De esta manera, no se utilizan tantas unidades aunque sí se ofrece una mayor seguridad y organización para nuestros datos.

Nos quedan por comentar las razones de eficiencia que nos pueden llevar a crear nuevas particiones. Para evitar desperdiciar espacio con particiones FAT o VFAT, conviene que tengan un tamaño lo menor posible (recordemos que el tamaño del grupo depende del tamaño de la partición). Sin embargo, el aumento del número de particiones, aunque sea más eficiente, hace más complejo nuestro sistema. Debemos buscar entonces un compromiso entre el número de particiones creadas y el tamaño del grupo (cluster) empleado en cada una de ellas.



Nota: por favor, tenga en cuenta que los datos técnicos aquí presentados pueden perder su vigencia debido al constante avance de la industria informática. Utilice este documento como referencia y consulte los sitios web de los fabricantes para obtener información actualizada.



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putus

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Re: [FAQ] - Discos Duros
« Respuesta #1 en: Abril 18, 2006, 09:36:15 am »
debo reconocer que eta muy bueno este materia  ;)

Desconectado raiden

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Re: [FAQ] - Discos Duros
« Respuesta #2 en: Abril 18, 2006, 12:45:49 pm »

muy buen material man esto es de gran ayuda para las personas que quieran saber de discos duros =)
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Bifrost

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Re: [FAQ] - Discos Duros
« Respuesta #3 en: Abril 18, 2006, 12:57:38 pm »
Felicitaciones M    ®Xønxy muy bueno si señor!"

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Re: [FAQ] - Discos Duros
« Respuesta #4 en: Mayo 14, 2006, 03:58:16 pm »
 ;D :D sta muy bueno esto , en verdad que si

saludos  ;)


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