PDF de programación - Información básica de un disco duro

Información básica

Este capítulo presenta conceptos que usted debe entender para utilizar Drive Image con
éxito. Entre ellos se incluyen:

• ¿Qué es un disco duro?

• ¿Cómo se almacenan y recuperan los datos?

• ¿Qué es el formateo de discos?

• Sistemas de archivos

• Conceptos sobre particiones

• Conceptos sobre las letras de las unidades

¿Qué es un disco duro?

Un disco duro es la parte del PC utilizada para el almacenamiento permanente de datos.

Los componentes básicos de un disco duro son los siguientes: una serie de discos rígidos
llamados platos, un eje, en el cual se montan y rotan los platos; una serie de cabezales de
lectura/escritura, por lo menos una para cada lado de cada plato; y algunos elementos
electrónicos integrados que permiten que el PC mueva los cabezales de lectura/escritura
para poder escribir datos en los platos y leer datos de los mismos.

En general, los platos son de metal, y ambos lados se encuentran cubiertos con una capa
delgada de óxido de hierro, que posee potentes propiedades magnéticas.

La Figura A.1 muestra los componentes básicos de un disco duro.

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¿Cómo se almacenan y recuperan los datos?

Los platos de un disco duro se fijan al eje central, que los hace rotar a la misma velocidad.
Por encima y por debajo de cada plato se encuentra por lo menos un brazo con un cabezal
de lectura/escritura. Cada brazo se extiende por encima del plato y puede moverse hacia
adelante y hacia atrás entre el centro y borde externo de manera que el cabezal de
lectura/escritura puede situarse en cualquier lugar sobre el plato..

Figura A.1

Los PC almacenan datos en discos duros en forma de series de bits. Un bit se almacena
como una carga magnética (positiva o negativa) en el revestimiento de óxido del plato de
un disco.

Cuando el PC guarda datos, los envía al disco duro en forma de una serie de bits. A
medida que el disco duro recibe los bits, utiliza los cabezales de lectura/escritura para
registrar o “escribir” magnéticamente los bits en uno de los platos.

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¿En qué consiste el formateo de discos?

Cuando el PC solicita los datos almacenados en el disco, los platos giran y los cabezales
de lectura/escritura se mueven hacia adelante y hacia atrás sobre ellos. Esto permite el
acceso aleatorio a los datos (en lugar de requerir un acceso secuencial, como ocurre con
una cinta magnética). Los cabezales de lectura/escritura leen los datos determinando el
campo magnético de cada bit, positivo o negativo.Como los discos duros pueden efectuar
el acceso aleatorio, normalmente pueden acceder a cualquier dato en millonésimas de
segundo.

¿En qué consiste el formateo de discos?

Debido a que aun el más pequeño disco duro 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 duro de manera que los archivos puedan
escribirse a los platos y recuperarse rápidamente cuando sea necesario. Los discos duros
deben formatearse de dos maneras: físicamente y lógicamente.

Formateo físico

Un disco duro debe formatearse físicamente antes de formatearse lógicamente. El
formateo físico de un disco duro (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.

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 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 (hay 8 bits en un byte).

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Después de que un disco duro 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 ocurrre,
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, los PCs modernos en general pueden
determinar cuándo un sector es defectuoso, marcar el sector (de manera que nunca sea
usado) y usar un sector alternativo.

La Figura A.2 muestra la forma física de un disco duro típico.

Figura A.2

Formateo lógico

Después de que un disco duro 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, pero Drive Image lo hace más fácil.

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Sistemas de archivos

Antes de formatear lógicamente un disco, se lo puede dividir en particiones. En cada
partición puede aplicarse un sistema de archivos diferente (formato lógico).

Las particiones se tratan en mayor detalle en “Conceptos sobre particiones” (página 8), y
los sistemas de archivos se tratan en detalle en la siguiente sección.

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.

Sistemas de archivos

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, y 3) control del lugar donde las distintas porciones de cada archivo
se encuentran físicamente almacenadas en el disco.

Hoy en 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

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FAT

El sistema de archivos FAT es el sistema utilizado por el DOS, Windows 3.x, y,
normalmente, por Windows 95. 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 65.525 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 65.525 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). En el momento en que se imprimió este manual, FAT32 se
encontraba disponible sólo preinstalado en PCs de fabricantes seleccionados. (Microsoft
planea una actualización de Windows 95 que hará que FAT32 esté disponible en general).

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Sistemas de archivos

El DOS, Windows 3.1, Windows NT, y la versión original de