Introducción
La computadora necesita formas permanentes de almacenamiento para guardar y recuperar programas y archivos de datos. Para esto existen, los dispositivos (o unidades) de almacenamiento Los tipos más comunes de dispositivos de almacenamiento son:
1. Unidades de Disquete
2. Unidades Removibles de Compresión ZIP y Unidades de Cinta
3. Unidades Grabadoras de CD/DVD
4. Unidades de Disco Duro
Todas las Computadoras Personales actuales disponen de al menos una unidad de disco duro, una unidad de disquetes y una unidad de CD. La unidad de disco duro (1) se encuentra dentro de la computadora. El acceso a la unidad de CD (2) y la
unidad de disquetes es desde el panel frontal de la computadora. La unidad de CD consiste en un dispositivo de 5,25 pulgadas, y la unidad de disquetes (3) es un dispositivo de 3,5. Para designar las unidades se utilizan letras.
La unidad de disco duro se designa comúnmente con la letra C, la unidad de disquetes con la A y la unidad de CD con la primer letra disponible, luego de la última letra de disco, comúnmente es entonces D. (Para averiguar la designación de una unidad
instalada en la computadora, haga doble clic en el icono Sistema en el Panel de Control. Haga clic en la lengüeta Administrador de Dispositivos y haga doble clic en el dispositivo de su elección. Bajo la lengüeta Configuraciones, usted verá la asignación
actual de letras de unidades.)
Unidades de disquete
Desde 1.981, el mundo del PC ha conocido casi diez tipos distintos de disquetes y de lectores para los mismos. Originariamente los disquetes eran flexibles y bastante grandes, unas 5,25 pulgadas de ancho. La capacidad primera de 160 Kb se reveló enseguida como insuficiente, por lo que empezó a crecer y no paró hasta los 1,44 MB, ya con los disquetes actuales, más pequeños (3,5"), más rígidos y protegidos por una pestaña metálica.
Dispositivos removibles de compresión y cinta
Son dispositivos de almacenamiento que no aparecen de manera estándar en la configuración de un PC. Se denominan removibles porque graban la información en soportes (discos o cartuchos) que se pueden remover, extraer.
Zip (Iomega) -100 MB y 250 MB
SuperDisk LS-120 - 120 MB (Imation/Panasonic)
EZFlyer (SyQuest) - 230 MB
Magneto-ópticos de 3,5" - 128 MB a 1,3 GB
Jaz (Iomega) - 1 GB ó 2 GB
SyJet (SyQuest) - 1,5 GB
Cintas magnéticas de datos - hasta más de 40 GB
Se fabrican porque son muy baratas. Pero el ser baratas no elimina el resto de problemas, por lo que sólo son prácticas para
realizar backups masivos o selectivos, aunque teniendo en cuenta que el proceso puede demorar varias horas. En otras cintas se utiliza el puerto paralelo (con mayor ancho de banda) y en cintas de datos más caras y rápidas se utilizan interfaces EIDE o SCSI, lo que aumenta el rendimiento.
Magneto-ópticos de 5,25" - hasta 20 GB
La velocidad llega a ser incluso superior: más de 3 MB/s en lectura El precio, es el inconveniente de este tipo de periféricos.
Unidades grabadoras de CD / DVD
El CD es un disco óptico el cual es capaz de almacenar datos y música en formato digital. En los CD’s, la información esta representada por cientos de muescas o agujeros a lo largo de una pista espiral que tiene un grosor de 0.5 micrones y un largo aproximado de 5 Km. Para leer el CD se emite un haz de láser directamente sobre dicha pista, cuando el láser toca una
parte plana, es decir sin muesca, la luz es directamente reflejada sobre un sensor óptico, lo cual representa un uno (1). Si el haz toca una parte con muesca, es desviado fuera del sensor óptico y se lo interpreta como un cero (0). Todo esto sucede mientras el CD gira y tanto el láser como el sensor se mueven desde el centro hacia fuera del CD.
Grabadoras de CD-ROM -650 MB
CD-ROM
Grabadora de CD’s
El DVD
El DVD funciona bajo los mismos principios y esta compuesto por los mismos materiales de un CD. La diferencia es que la espiral dentro del disco es mucho mas densa (fina), lo que hace que las muescas sean mas chicas y las pistas mas largas. También tienen la capacidad de almacenar información en las dos caras del disco, lo que le permite contar con capacidades de almacenamiento de hasta 17 GB a diferencia de los CD convencionales que pueden almacenar 650, 700 MB.
DVD-ROM
Lectora de DVD’s
Grabadoras de DVD’s
Existen varios tipos de DVD’s grabables o regrabables apoyados por distintas empresas.
• DVD-R: solo se pueden grabar una sola vez.Se encuentra en su segunda generación. Posee una capacidad de 4,7 GB de un solo lado del disco.
• DVD-RAM: regrabable, hay dos versiones simple y doble con capacidades de 2,6 y 5,2 GB respectivamente.
• DVD-RW: regrabable, utiliza un solo lado del disco, con una capacidad de 3,5 GB.
• DVD+RW: es el mas popular del tipo “doble lado”. Posee una capacidad de 6 GB (3 GB por cada lado).
Discos duros
Los discos duros pertenecen a la llamada memoria secundaria o almacenamiento secundario. Al disco duro se le conoce con gran cantidad de denominaciones como disco rígido (frente a los discos flexibles o por su fabricación a base de una capa rígida de aluminio), disco fijo (por su situación en el PC de manera permanente), winchester (por ser esta la primera marca de cabezas para disco duro). Estas denominaciones aunque son las habituales no son exactas ya que existen discos de iguales
prestaciones pero son flexibles, o bien removibles o transportables.
Son elementos habituales en los PCs, desde los tiempos del 286. Un disco duro está compuesto de numerosos discos de material sensible a campos magnéticos, apilados unos sobre otros; en realidad se parece mucho a una pila de disquetes y con el mecanismo de giro y el brazo lector incluido en la carcasa.
Los discos duros han evolucionado mucho desde los modelos primitivos de 10 ó 20 MB. Actualmente los tamaños son del orden de decenas gigabytes, el tiempo medio de acceso es muy bajo (menos de 10 ms) y su velocidad de transferencia es tan alta que deben girar a más de 5.000 rpm, lo que desgraciadamente hace que se calienten, por lo que no es mala idea instalarles un ventilador para su refrigeración.
Los discos duros se presentan recubiertos de una capa magnética delgada, habitualmente de óxido de hierro, y se dividen en unos círculos concéntricos cilindros (coincidentes con las pistas de los disquetes), que empiezan en la parte exterior del disco (primer cilindro) y terminan en la parte interior (último). Asimismo estos cilindros se dividen en sectores, cuyo número esta determinado por el tipo de disco y su formato, siendo todos ellos de un tamaño fijo en cualquier disco. Cilindros como sectores
se identifican con una serie de números que se les asignan, empezando por el 1, pues el numero 0 de cada cilindro se reserva para propósitos de identificación mas que para almacenamiento de datos. Estos, escritos/leídos en el disco, deben ajustarse al tamaño fijado del almacenamiento de los sectores. Habitualmente, los sistemas de disco duro contienen más de una unidad en su interior, por lo que el número de caras puede ser más de 2. Estas se identifican con un número, siendo el 0 para la primera. En general su organización es igual a los disquetes. La capacidad del disco resulta de multiplicar el número de caras por el de pistas por cara y por el de sectores por pista, al total por el número de bytes por sector. Una diferencia fundamental entre unos y otros discos duros es su interfaz de conexión. Antiguamente se usaban diversos tipos, como MFM, RLL o ESDI, aunque en la actualidad sólo se emplean dos: IDE y SCSI.
Discos duros IDE (Integrated Drive Electronics)
El interfaz IDE (más correctamente denominado ATA, el estándar de normas en que se basa) es el más usado en PCs normales, debido a que tiene un balance bastante adecuado entre precio y prestaciones. Los discos duros IDE se distribuyen en canales en los que puede haber un máximo de 2 dispositivos por canal; en el estándar IDE inicial sólo se disponía de un canal, por lo que el número máximo de dispositivos IDE era 2. El estándar IDE fue ampliado por la norma ATA-2 en lo que se ha dado en denominar EIDE (Enhanced IDE o IDE mejorado). Los sistemas EIDE disponen de 2 canales IDE, primario y secundario, con lo que pueden aceptar hasta 4 dispositivos, que no tienen porqué ser discos duros mientras cumplan las normas de conectores ATAPI; por ejemplo, los CD-ROMs y algunas unidades SuperDisk se presentan con este tipo de conector. En cada uno de los canales IDE debe haber un dispositivo Maestro (master) y otro Esclavo (slave). El maestro es el primero de los dos y se suele situar al final del cable, asignándosele generalmente la letra "C" en DOS. El esclavo es el segundo, normalmente conectado en el centro del cable entre el maestro y la controladora, la cual muchas veces está integrada en la propia placa base; se le asignaría la letra "D". Los dispositivos IDE o EIDE como discos duros o CD-ROMs disponen de unos microinterruptores, que constituyen puentes metálicos (jumpers), situados generalmente en la parte posterior o inferior de los mismos, que permiten seleccionar su carácter de maestro, esclavo o incluso otras posibilidades como "maestro con esclavo". Las posiciones de los jumpers vienen indicadas en la superficie del disco, o bien en el manual o serigrafiadas en la placa de circuito del disco duro, con las letras M para designar "maestro" y S para "esclavo".
Otros avances en velocidad vienen de los modos de acceso:
Modo de acceso Transferencia máxima teórica
Comentario
PIO-0 3,3 MB/s En discos muy antiguos, de 100 MB o menos PIO-1 5,2 MB/s En discos antiguos, de capacidad menor de unos 400 MB
PIO-2 8,3 MB/s
PIO-3 11,1 MB/s Típicos en discos de capacidad entre unos 400 MB y 2 GB
PIO-4 16,6 MB/s
DMA-1 multiword 13,3 MB/s Modos de utilidad dudosa, ya que su velocidad no es mayor que en el modo PIO-4
DMA-2 multiword o DMA/16 16,6 MB/s
UltraDMA (DMA33 o UltraDMA modo 2) 33,3 MB/s El estándar hasta hace muy poco
UltraDMA66 (ATA66 o UltraDMA modo 4)
66,6 MB/s El estándar actual; utiliza un cable de 40 pines y 80 conductores
Acá se habla de cifras de transferencia máxima teóricas entre el disco duro y el PC, no las que físicamente puede alcanzar el disco internamente; los 66,6 MB/s son absolutamente inalcanzables para cualquier disco duro actual. En realidad, llegar a 30 MB/s con un disco duro UltraDMA es algo bastante difícil de conseguir, actualmente las cifras habituales están más bien por unos 10 a 20 MB/s. Los modos PIO se habilitan generalmente mediante la BIOS y dan pocos problemas, aunque en discos duros no actuales a veces la autodetección del modo PIO da un modo un grado superior al que realmente puede soportar con fiabilidad, pasa mucho por ejemplo con discos que se identifican como PIO-4 pero que no son fiables más que a PIO-3. Los modos DMA tienen la ventaja de que liberan al microprocesador de gran parte del trabajo de la transferencia de datos, encargándoselo al chipset de la placa, algo parecido a lo que hace la tecnología SCSI. Sin embargo, la activación de esta característica (conocida como bus mastering) requiere utilizar los drivers adecuados y puede dar problemas con el CD-ROM, por lo que en realidad el único modo útil es el UltraDMA. Se debe tener en cuenta que la activación o no de estas características es opcional y la compatibilidad hacia atrás está garantizada; podemos comprar un disco duro UltraDMA y usarlo en modo PIO-0 sin problemas, sólo estaremos tirando el dinero.
Discos duros SCSI (Small Computer Systems Interface)
La ventaja de estos discos no está en su mecánica, que puede ser idéntica a la de uno IDE (misma velocidad de rotación, mismo tiempo medio de acceso...) sino en que la transferencia de datos es más constante y casi independiente de la carga de trabajo del microprocesador. Esto hace que la ventaja de los discos duros SCSI sea apreciable en PC como servidores, PCs para CAD o vídeo, o cuando se realiza multitarea de forma intensiva. En los discos SCSI resulta raro llegar a los 20 MB/s de transferencia teórica del modo Ultra SCSI, y ni de lejos a los 80 MB/s del modo Ultra-2 Wide SCSI, pero sí a cifras quizá alcanzables pero nunca superables por un disco IDE. De lo que no hay duda es que los discos SCSI son una opción profesional, de precio y prestaciones elevadas, por lo que los fabricantes siempre escogen este tipo de interfaz para sus discos de mayor capacidad y velocidad.
Las distintas variantes de la norma son:
Tipo de norma SCSI Transferencia máxima con 8 bits Transferencia máxima con 16 bits
SCSI-1 5 MB/seg
SCSI-2 10 MB/seg 20 MB/seg
Ultra SCSI 20 MB/seg 40 MB/seg
Ultra-2 SCSI 40 MB/seg 80 MB/seg
Los SCSI de 8 bits admiten hasta 7 dispositivos y suelen usar cables de 50 conductores, mientras que los SCSI de 16 bits, pueden tener hasta 15 dispositivos y usan cables de 68 conductores. Las controladoras SCSI suelen ser compatibles con las normas antiguas, ofreciendo conectores de 50 pines junto a los más modernos de 68, así como conectores externos muy compactos, de 36 pines. Los dispositivos SCSI deben ir descritos con un número único en la cadena, que se elige mediante una serie de jumpers en el dispositivo. Actualmente algunos dispositivos realizan esta tarea automáticamente.
CARACTERISTICAS DEL DISCO DURO
A continuación vamos a indicar los factores o características básicas que se deben tener en cuenta a la hora de comprar un disco duro.
Capacidad de almacenamiento
La capacidad de almacenamiento hace referencia a la cantidad de información que puede grabarse o almacenar en un disco duro. Hasta hace poco se medía en Megabytes (MB), actualmente se mide en Gigabytes (GB) y se alcanzan los 180 y 200 GB.
Velocidad de Rotación (RPM)
Es la velocidad a la que gira el disco duro, más exactamente, la velocidad a la que giran el/los platos del disco, que es donde se almacenan magnéticamente los datos. La regla es: a mayor velocidad de rotación, más alta será la transferencia de datos, pero también mayor será el ruido y mayor será el calor generado por el disco duro. Se mide en número revoluciones por minuto (RPM). No debe comprarse un disco duro IDE de menos de 5400RPM (ya hay discos IDE de 7200RPM), a menos que te lo den a un muy buen precio, ni un disco SCSI de menos de 7200RPM (los hay de 10.000RPM). Una velocidad de 5400RPM permitirá una transferencia entre 10MB y 16MB por segundo con los datos que están en la parte exterior del cilindro o plato, algo menos en el interior.
Tiempo de Acceso (Access Time)
Es el tiempo medio necesario que tarda la cabeza del disco en acceder a los datos que necesitamos. Realmente es la suma de varias velocidades:
*El tiempo que tarda el disco en cambiar de una cabeza a otra cuando busca datos.
*El tiempo que tarda la cabeza lectora en buscar la pista con los datos saltando de una a otra.
*El tiempo que tarda la cabeza en buscar el sector correcto dentro de la pista.
Es uno de los factores más importantes a la hora de escoger un disco duro. Cuando se oye hacer ligeros clicks al disco duro, es que está buscando los datos que le hemos pedido. Hoy en día en un disco moderno, lo normal son 10 milisegundos.
Memoria CACHE (Tamaño del BUFFER)
El BUFFER o CACHE es una memoria que va incluida en la controladora interna del disco duro, de modo que todos los datos que se leen y escriben a disco duro se almacenan primeramente en el buffer. Generalmente los discos hoy en día, traen 512KB., 1MB., 2MB., etc., de cache. Si un disco duro está bien organizado (utilizando una utilidad desfragmentadora: DEFRAG, NORTON SPEEDISK, etc.), la serie de datos que se va a necesitar a continuación de una lectura estará situada en una posición físicamente contigua a la última lectura, por eso los discos duros almacenas en la caché los datos contiguos, para proporcionar un acceso más rápido sin tener que buscarlos. De ahí la conveniencia de desfragmentar el disco duro con cierta frecuencia. El buffer es muy útil cuando se está grabando de un disco duro a un CD-ROM, pero en general, cuanto más grande mejor, pues contribuye de modo importante a la velocidad de búsqueda de datos.
Tasa de transferencia (Transfer Rate)
Este número indica la cantidad de datos un disco puede leer o escribir en la parte más exterior del disco o plato en un periodo de un segundo. Normalmente se mide en Mbits/segundo, y hoy en día, en un disco de 5400RPM, un valor habitual es 100Mbits/s, que equivale a 10MB/s.
Formateo de discos
Debido a que aun el más pequeño disco rígido puede almacenar millones de bits, debe haber una forma de organizar el disco de manera que se pueda encontrar fácilmente cualquier secuencia de bits en particular. La forma más básica de organización de discos se denomina formateo. El formateo prepara el disco de manera que los archivos puedan escribirse a los platos y recuperarse rápidamente cuando sea necesario. Los discos rígidos deben formatearse de dos maneras: físicamente y lógicamente.
Formateo físico
Un disco debe formatearse físicamente antes de formatearse lógicamente. El formateo físico de un disco (también denominado formateo de bajo nivel) en general es realizado por el fabricante. El formateo físico divide un plato del disco duro en sus elementos físicos básicos: pistas, sectores y cilindros. Estos elementos definen la forma en la que los datos se registran y se leen del disco. No es conveniente realizar formato físico de los discos pues, al realizarlo con el software incorrecto, se puede dañar irreparablemente el disco. Del mismo modo, en caso de discos dañados, puede ser una única solución a los problemas.
Componentes físicos del disco
LOS DISCOS o PLATOS (Plates)
Están elaborados de compuestos de vidrio, cerámica o aluminio finalmente pulidos y revestidos por ambos lados con una capa muy delgada de una aleación metálica. Los discos están unidos a un eje y un motor que los hace guiar a una velocidad constante entre las 3600 y 7200 RPM o hasta 10000 y 12000 RPM hoy día. Convencionalmente, los discos duros están compuestos por varios platos, es decir varios discos de material magnético montados sobre un eje central. Estos discos normalmente tienen dos caras que pueden usarse para el almacenamiento de datos, si bien suele reservarse una para almacenar información de control.
LAS CABEZAS (Heads)
Están ensambladas en pila y son las responsables de la lectura y la escritura de los datos en los discos. La mayoría de los discos duros incluyen una cabeza Lectura/Escritura a cada lado del disco, sin embargo algunos discos de alto desempeño tienen dos o más cabezas sobre cada superficie, de manera que cada cabeza atiende la mitad del disco reduciendo la distancia del desplazamiento radial. Las cabezas de Lectura/Escritura no tocan el disco cuando este está girando a toda velocidad; por el contrario, flotan sobre un cojín de aire extremadamente delgado (10 millonésima de pulgada). Para comparación un cabello humano tiene cerca de 4.000 micro pulgadas de diámetro. Esto reduce el desgaste en la superficie del disco durante la operación normal, cualquier polvo o impureza en el aire puede dañar suavemente las cabezas o el medio. Su funcionamiento consiste en una bobina de hilo que se acciona según el campo magnético que detecte sobre el soporte magnético, produciendo una pequeña corriente que es detectada y amplificada por la electrónica de la unidad de disco.
EL EJE
Es quien actúa como soporte, sobre el cual están montados y giran los platos del disco.
"ACTUADOR" (actuator)
Es un motor que mueve la estructura que contiene las cabezas de lectura entre el centro y el borde externo de los discos. Un "actuador" usa la fuerza de un electro magneto empujado contra magnetos fijos para mover las Head Stack Assembly a través del disco. La controladora manda más corriente a través del electro magneto para mover las cabezas cerca del borde del disco. En caso de una perdida de poder, un resorte mueve la cabeza nuevamente hacia el centro del disco sobre una zona donde no se guardan datos. Dado que todas las cabezas están unidas al mismo HSA ellas se mueven al unísono.
Cilindros (cylinders)
El par de pistas en lados opuestos del disco se llama cilindro. Si el HD contiene múltiples discos (sean n), un cilindro incluye todos los pares de pistas directamente uno encima de otra (2n pistas). Los HD normalmente tienen una cabeza a cada lado del disco. Dado que las cabezas de Lectura/Escritura en el HSA están alineadas unas con otras, la controladora puede escribir en todas las pistas del cilindro sin mover el HSA. Como resultado los HD de múltiples discos se desempeñan levemente más rápido que los HD de un solo disco. Es una pila tridimensional de pistas verticales de los múltiples platos. El número de cilindros de un disco corresponde al número de posiciones diferentes en las cuales las cabezas de lectura/escritura pueden moverse.
Pistas (tracks)
Un disco de un HD esta dividido en delgados círculos concéntricos llamados pistas. Las cabezas se mueven entre la pista más externa ó pista cero a la mas interna. Los HD recientes tienenaproximadamente 10.000
Es la trayectoria circular trazada a través de la superficie circular del plato de un disco por la cabeza de lectura / escritura. Cada pista está formada por uno o más Cluster.Pistas por superficie (densidad de área 1.74 Gigabits/pulgada2).
Sectores (sectors)
Un byte es la unidad útil más pequeña en términos de memoria. Los HD almacenan los datos en áreas llamadas sectores. La mayoría de los HD usan sectores de 512 bytes. La controladora del H D determina el tamaño de un sector en el momento en que el disco es formateado. Algunos modelos de HD le permiten especificar el tamaño de un sector. Cada pista del disco esta dividida en 1 ó 2 sectores dado que las pistas exteriores son más grandes que las interiores, las exteriores contienen mas sectores. Las pistas son vías circulares concéntricas grabadas en cada cara de cada plato, como las de un disco fonográfico o un disco compacto. Las pistas se identifican por número, a partir de la pista cero en el borde externo. El conjunto de pistas que se encuentra a la misma distancia del centro en todos los lados de todos los platos se denomina “cilindro”. El hardware y software de la PC a menudo trabajan utilizando cilindros. Las pistas se dividen en áreas denominadas “sectores”, que se utilizan para almacenar una cantidad fija de datos. Los sectores se formatean normalmente para contener 512 bytes de datos. Después de que un disco se formatea físicamente, las propiedades magnéticas del revestimiento en ciertas áreas del disco pueden deteriorarse gradualmente. Como consecuencia, los cabezales de lectura/escritura del disco encuentran mayor dificultad para escribir una serie de bits en el disco que después pueda leerse. Cuando esto ocurre, los sectores que no contienen bien los datos se denominan “sectores defectuosos”. Afortunadamente, la calidad de los discos modernos es tan elevada que los sectores defectuosos de este tipo son raros. Además, las PC´s modernas en general pueden determinar cuándo un sector es defectuoso, marcar el sector (de manera que nunca sea usado) y usar un sector alternativo. Al conjunto de características, determinado por las Cabezas, los Cilindros (por Pista) y los Sectores (por Cilindro) reales del disco, comúnmente se lo conoce como Geometría Nativa del disco. A veces las BIOS deben de aplicar métodos para reconocer los discos de forma “más cómoda” para poder manejarlos, lo que suele ser una Traslación de la Geometría del disco. Cuando 2 PCs realizan distintas Traslaciones del mismo disco, esto puede resultar en que en un PC no se reconozca el formato realizado en el otro PC y el disco deba de ser particionado y formateado en el PC que se va a usar.
Formateo lógico
Después de que un disco rígido ha sido formateado físicamente, debe formatearse lógicamente. El formateo lógico ubica un sistema de archivos en el disco. Un sistema de archivos permite que un sistema operativo, como por ejemplo el DOS, OS/2, Windows 95 o Windows NT, utilice el espacio disponible para almacenar y recuperar archivos. El formateo lógico puede efectuarse con las utilidades de formateo que se suministran con los sistemas operativos. Antes de formatear lógicamente un disco, se lo puede dividir en particiones. En cada partición puede aplicarse un sistema de archivos diferente (formato lógico. Después de que se ha formateado lógicamente una partición de disco, se la denomina volumen. Como parte de la operación de formateo, la utilidad de formateo le pedirá que le dé un nombre a la partición, denominado “etiqueta del volumen”. Este nombre le permite identificar el volumen (partición) en adelante.
Estructura Lógica De Los Discos Duros
Lo que interrelaciona los discos duros con los disquetes, es su estructura, que se resumen endiferentes funciones del BIOS, que sirven entre otras cosas para el acceso a los mismos. En primer lugar, internamente los discos duros se pueden dividir en varios volúmenes homogéneos. Dentro de cada volumen se encuentran una estructura que bajo el sistema operativo del Ms-Dos, sería la siguiente:
Sector de Arranque.
Primera tabla de localización de archivos (FAT).
Una o más copias de la FAT.
Directorio Raíz (eventualmente con etiqueta de volumen).
Zona de datos para archivos y subdirectorios.
Como se muestra en el cuadro anterior, cada volumen se divide en diferentes zonas que por una parte acogen las diferentes estructuras de datos del sistema de archivos, y por otra los diferentes archivos y subdirectorios. En dicho cuadro no se han hecho referencia al tamaño de las diferentes estructuras de datos y zonas. Pero no es posible describirlas, ya que se adaptan individualmente al tamaño del volumen correspondiente
• El Sector de Arranque : Al formatear un volumen, el sector de arranque se crea siempre como primer sector del volumen, para que sea fácil de localizar por el DOS. En él se encuentra información acerca del tamaño, de la estructura del volumen y sobre todo del BOOTSTRAP-LOADER, mediante el cual se puede arrancar el PC desde el DOS. A ésta parte se le llama sector de arranque (BOOT).
• La Tabla de Asignación de Ficheros (File Allocation Table) (FAT) : Si el DOS quiere crear nuevos archivos, o ampliar archivos existentes, ha de saber qué sectores del volumen correspondiente quedan libres, Estas informaciones las toma la llamada FAT. Cada entrada a esta tabla se corresponde con un número determinado de sectores, que son adyacentes lógicamente en el volumen. Cada uno de estos grupos de sectores se llama Cluster. El tamaño de las diferentes entradas de esta tabla en las primeras versiones del DOS era de 12 bits. con lo que se podían gestionar hasta 4.096 Clusters, correspondiente a una capacidad aproximada de 8 Mbytes. En vista del problema que surgió al aparecer discos duros de capacidades más elevadas, se amplió el tamaño a 16 bits., permitiendo el direccionamiento de un máximo de 65.535 Clusters. Actualmente se está creando FAT’s de hasta 32 bits, para discos duros capaces de almacenar Gigas de información.
• Una o más copias de la FAT : El DOS permite a un programa de formateo crear no sólo una, sino varias copias idénticas de la FAT. Si el DOS encuentra uno de estos medios, cuida todas las copias de la FAT simultáneamente, así que guarda allí los nuevos clusters ocupados o liberados al crear o borrar archivos. Esto ofrece la ventaja de que se puede sustituir la FAT primaria en caso de defecto por una de sus copias, para evitar la pérdida de datos.
• El directorio Raíz : La cantidad máxima de entradas en el directorio raíz se limita por su tamaño, que se fija en el sector de arranque. Ya que el directorio raíz representa una estructura de datos estática, que no crece si se guardan más y más archivos o subdirectorios. De ahí que, dependiendo del tamaño, bien un disco duro o bien de volumen, se selecciona el tamaño del directorio raíz en relación al volumen.
• La Zona de Datos : Es la parte del disco duro en la que se almacena los datos de un archivo. Esta zona depende en casi su totalidad de las interrelaciones entre las estructuras de datos que forman el sistema de archivos del DOS, y del camino que se lleva desde la FAT hacia los diferentes sectores de un archivo.
Sistemas de archivos para discos duros
Todos los sistemas de archivos consisten en las estructuras necesarias para almacenar y manejar datos. Estas estructuras normalmente incluyen un registro de arranque del sistema operativo, archivos y directorios. Un sistema de archivo desempeña tres funciones principales:
1) Control del espacio disponible y asignado.
2) Mantenimiento de directorios y nombres de archivos.
3) Control del lugar donde las distintas porciones de cada archivo se encuentran físicamente almacenadas en el disco. Hoy día existen varios sistemas de archivos en uso. Distintos sistemas de archivos pueden ser usados (reconocidos) por diferentes sistemas operativos. Algunos sistemas operativos sólo pueden reconocer un sistema de archivos, otros pueden reconocer varios sistemas de archivos diferentes. Algunos de los sistemas de archivos más comunes son los que se detallan a continuación :
• Tabla de Asignación de Archivos (FAT)
• Tabla de Asignación de Archivos 32 (FAT32)
• Sistema de Archivos de Nueva Tecnología (NTFS)
• Sistema de Archivos de Alto Rendimiento (HPFS)
• Sistema de Archivos NetWare
• Linux Ext2
• UNIX
FAT
El sistema de archivos FAT es el sistema utilizado por el DOS, Windows 3.x, y, normalmente, por Windows 95A. El sistema de archivos FAT también puede ser usado por Windows NT y OS/2. El sistema de archivos FAT se caracteriza por el uso de una tabla de asignación de archivos (FAT) y clusters. En el sistema de archivos FAT, los clusters son las unidades más pequeñas de almacenamiento de datos; cada uno contiene una cantidad determinada de sectores de disco. FAT se usa para registrar qué clusters se encuentran en uso, cuáles están sin usar, y dónde se ubican los archivos. La tabla de asignación de archivos es el núcleo de este sistema de archivos, y se encuentra duplicada para proteger los datos. El sistema de archivos FAT también utiliza un directorio raíz que posee un número máximo permitido de entradas de directorio y que debe localizarse en una ubicación específica en el volumen. En los sistemas operativos que usan el sistema de archivos FAT, el directorio raíz se encuentra representado por el carácter de la barra hacia adelante (\), y es el primer directorio que aparece cuando arranca el sistema operativo. Al crear un archivo o un subdirectorio, la información sobre este archivo o subdirectorio se almacena en el directorio raíz como una entrada de directorio. Por ejemplo, una entrada de directorio FAT contiene información como, por ejemplo, el nombre del archivo, el tamaño del archivo, la fecha y la hora de la última vez en que se modificó el archivo, el número de cluster inicial (el cluster que contiene la primera parte del archivo) y los atributos del archivo (oculto, del sistema, etc.). El sistema de archivos FAT puede soportar un máximo de 65.535 clusters. De esta manera, el tamaño de los clusters utilizados depende de la cantidad de espacio de volumen disponible: el tamaño máximo de un volumen FAT es 2 Gigabytes (GB). Más allá de cuál sea el tamaño del volumen, el tamaño del cluster debe ser lo suficientemente grande como para incluir todo el espacio disponible dentro de 65.535 clusters. Cuanto mayor sea el espacio disponible, mayor debe ser el tamaño del cluster.
FAT32
FAT32 es el sistema de archivos utilizado por las versiones actualizadas de Windows 95 (versión 4.00.950B o superior). El DOS, Windows 3.1, Windows NT, y la versión original de Windows 95 no reconocen los volúmenes FAT32, y por lo tanto se ven imposibilitados de arrancar desde un volumen FAT32 o de usar archivos de este volumen. FAT32 es una versión avanzada del sistema de archivos FAT y se basa en entradas de tabla de asignación de archivos de 32 bits, en lugar de las entradas de 16 bits que usa el sistema de archivos FAT. Como resultado, FAT32 soporta volúmenes mucho mayores (hasta 2 Terabytes). El sistema de archivos FAT32 utiliza clusters más pequeños que el sistema de archivos FAT (por ejemplo, clusters de 4KB para volúmenes de hasta 8 GB), tiene registros de arranque duplicados, y presenta un directorio raíz que puede ser de cualquier tamaño y estar ubicado en cualquier parte del volumen. Todos los Windows 98, Me, 2000 y XP, manejan FAT32.
NTFS
El Sistema de Archivos de Nueva Tecnología (NTFS) es accesible solamente a través del sistema operativo Windows NT. NTFS no se recomienda para su uso en discos de menos de 400MB debido a que usa una gran cantidad de espacio para las estructuras del sistema. La estructura central del sistema del sistema de archivos NTFS es la tabla maestra de archivos (MFT). NTFS mantiene varias copias de la porción crítica de la tabla maestra de archivos para protegerla contra la pérdida de datos. NTFS usa clusters para almacenar archivos de datos, pero el tamaño de cluster no depende del tamaño del volumen. Puede especificarse un tamaño mínimo de cluster de 512 bytes, más allá de cuál sea el tamaño del volumen. El uso de clusters pequeños reduce la cantidad de espacio de disco desperdiciado y la fragmentación de archivos, una condición en la que los archivos se dividen en varios clusters no contiguos y que tiene como resultado un acceso más lento a los archivos. De esta manera, NTFS ofrece un buen desempeño en las unidades más grandes. Lo soportan Win NT, Win 2000 y Win XP.
HPFS
El Sistema de Archivos de Alto Rendimiento (HPFS) es el sistema preferido para OS/2 y también se encuentra soportado por versiones más antiguas de Windows NT. Al contrario de lo que ocurre con FAT, HPFS clasifica el directorio en base a nombres de archivos, y usa una estructura más eficiente para organizar el directorio. Como resultado, el acceso a los archivos es a menudo más veloz que con los volúmenes FAT. Además, HPFS utiliza en forma mucho más eficiente el espacio de disco que el sistema de archivos FAT. HPFS asigna datos de archivos por sectores, en lugar de clusters. Para controlar los sectores que han sido usados y los que no, HPFS organiza un volumen en bandas de 8MB, con bitmaps de asignación de 2KB entre las bandas. Esta división por bandas mejora el rendimiento ya que los cabezales de lectura/escritura no necesitan volver a la pista cero cada vez que el sistema operativo necesita acceder a información acerca del espacio de volumen.
Consideraciones para instalar un nuevo Disco Duro en el PC.
- Hay espacio para el disco duro?
Debemos verificar si existe una bahía disponible para colocar el disco.
- Hay espacio en el bus para el disco?
Debemos verificar si existe alguna controladora disponible (por ejemplo si el disco es IDE, verificar que no están ocupadas ambas controladoras IDE con cuatro dispositivos)
- La fuente del PC soporta otro disco?
Debemos verificar si existe algún conector disponible para alimentar el disco.
-Cuál es la configuración del disco?
Para saber la configuración actual de un disco duro (en adelante, del tipo IDE exclusivamente) hay 2métodos: El primero consiste en mirar en la etiqueta que casi todos los discos duros tienen adherida a su superficie, y que indica los parámetros físico-lógicos que definen al disco:
• Cilindros (cylinders), _____
• Cabezas (heads), _____
• Sectores (sectors), _____
• Zona de Aparcado de las cabezas (LandZone, habitualmente cero) _____
• Precompensación de escritura (PreComp, en general también cero) _____
El segundo método consiste en acceder a la BIOS (o SETUP) de cualquier PC, que nos indicará la configuración que se usa actualmente para ese disco duro de entre las posibles (sí, no suele haber una única). Para determinar el orden de los discos duros, necesita configurar al nuevo como "Maestro" (master) o "Esclavo" (slave) por medio de unos "jumpers" en el propio disco Y finalmente… Coloque el disco en la bahía del PC (luego de haber seleccionado su jerarquía de Master o Slave) y conecte el cable de datos y el de la fuente. Cierre la carcasa del PC. Arranque el PC y entre en la BIOS como hizo en el punto (pulsando "Del", o "Esc"). Vaya a la zona de introducción de datos de los discos duros y coloque los correspondientes a cada disco; si su BIOS lo admite, podrá seleccionar "AUTO" para que cada vez que arranque se coloquen dichos valores automáticamente. Asegúrese de que se activa el modo LBA (si está disponible), lo que a veces puede hacerse también automáticamente. También es el momento de seleccionar el modo PIO o, mejor, activar el UltraDMA, lo que generalmente se hace en una página de la BIOS denominada Chipset Features, Devices Setup o algo similar. En el caso muy común de instalar un disco duro moderno en un 486 o un Pentium sin soporte de UltraDMA (con chipset anterior al Intel 430TX, por ejemplo), por lo menos seleccione el modo PIO-4, con una transferencia teórica de 16,6 MB/s. Ahora arranque desde un disquete. Particione y formatee el nuevo disco.
