PDF de programación - Tema 3. Estructura física y lógica del Disco Duro

Tema 3. Estructura física y lógica del Disco Duro

Profesora: Pepa Díaz
IES “ Los CERROS “ - Úbeda



1.-FUNCIÓN DE UN DISCO DURO .................................................................................................................... 2

2. ESTRUCTURA FÍSICA ..................................................................................................................................... 2

2.1 Elementos de un disco duro ................................................................... 2

2.2 Funcionamiento de una unidad de disco duro................................................. 2

2.3. Estructura física: cabezas, cilindros y sectores ........................................... 3

3. ESTRUCTURA LÓGICA ..................................................................................................................................... 4

4. PARTICIONES .................................................................................................................................................... 5

4.1.Tipos de particiones ........................................................................... 5

4.2.Particiones primarias y particiones lógicas ................................................... 6

4.3.Estructura lógica de las particiones .......................................................... 7

5. SECUENCIA DE ARRANQUE DE UN ORDENADOR ................................................................................ 7

6.SECTORES DEL DISCO CRÍTICOS DURANTE EL ARRANQUE ............................................................. 8

6.1.Sector de inicio del Disco duro. .............................................................. 8
6.1.1. Código arranque maestro ..................................................................................................................... 8
6.1.2. Tabla de particiones ............................................................................................................................ 8
6.1.3. Tabla de partición extendida ........................................................................................................... 10

7. GESTORES DE ARRANQUE .......................................................................................................................... 13



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Tema 3. Estructura física y lógica del Disco Duro

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1.-FUNCIÓN DE UN DISCO DURO

Un disco duro es un dispositivo que permite el almacenamiento y recuperación de grandes
cantidades de información. Los discos duros forman el principal elemento de la memoria
secundaria de un ordenador, llamada así en oposición a la memoria principal o memoria RAM
(Random Access Memory, memoria de acceso aleatorio).


Tanto los discos duros como la memoria principal son memorias de trabajo, sin embargo,
presentan importantes diferencias: la memoria principal es volátil (su contenido se borra al
apagar el ordenador), muy rápida (ya que se trata de componentes electrónicos) pero de
capacidad reducida. La memoria secundaria, en cambio, es no volátil, menos rápida (componentes
mecánicos) y de gran capacidad. La memoria principal contiene los datos utilizados en cada
momento por el ordenador pero debe recurrir a la memoria secundaria cuando necesite
recuperar nuevos datos o almacenar de forma permanente los que hayan variado.

2. ESTRUCTURA FÍSICA

2.1 Elementos de un disco duro

Un disco duro forma una caja herméticamente cerrada que contiene dos elementos no
intercambiables: la unidad de lectura y escritura y el disco como tal.

 La unidad es un conjunto de componentes electrónicos
y mecánicos que hacen posible el almacenamiento y
recuperación de los datos en el disco.

 El disco es, en realidad, una pila de discos, llamados
platos, que almacenan información magnéticamente.
Cada uno de
los platos tiene dos superficies
magnéticas: la superior y la inferior. Estas superficies
magnéticas están formadas por millones de pequeños
elementos capaces de ser magnetizados positiva o
negativamente. De esta manera, se representan los
dos posibles valores que forman un bit de información
(un cero o un uno).

2.2 Funcionamiento de una unidad de disco duro

Veamos cuáles son los mecanismos que permiten a la unidad acceder a la totalidad de los

datos almacenados en los platos.


En primer lugar, cada superficie magnética tiene asignado uno de los cabezales de
lectura/escritura de la unidad. Por tanto, habrá tantos cabezales como caras tenga el disco duro
y, como cada plato tiene dos caras, este número equivale al doble de platos de la pila.


El conjunto de cabezales se desplazan linealmente desde el exterior hasta el interior de

la pila de platos mediante un brazo mecánico que los transporta.


Para que los cabezales tengan acceso a la totalidad de los datos, es necesario que la pila
de discos gire. Este giro se realiza a velocidad constante y no cesa mientras esté encendido el
ordenador. Con las unidades de CD-ROM ocurre algo similar, sin embargo en este caso la

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velocidad de giro no es constante y depende de la distancia al centro del dato que se esté
leyendo.



Cada vez que se realiza una operación de lectura en el disco duro, éste tiene que realizar las



siguientes tareas:


 Desplazar los cabezales de lectura/escritura buscando la pista correspondiente. El
tiempo que tarda el brazo en encontrar la pista se denomina tiempo "seek", de
posicionamiento.

 Esperar a que el bloque se sitúe frente a la cabeza de lectura /escritura. El tiempo que

dura esta búsqueda secuencial es el tiempo de latencia.
 Transmitir el bloque deseado (tiempo de transmisión).


2.3. Estructura física: cabezas, cilindros y sectores

Cada una de las dos superficies
magnéticas de cada plato se denomina
cara. El número total de caras de un disco
duro coincide con el de cabezas. Cada una
de estas caras se divide en anillos
concéntricos llamados pistas. Finalmente
cada pista se divide en sectores.

El termino cilindro se utiliza para
referirse a la misma pista de todos los
discos de una pila.

Los sectores son las unidades mínimas de información que puede leer y escribir un disco duro.
Generalmente cada sector tiene 512 bytes. La capacidad de un disco está determinada por: Nº
cabezas, cilindros y sectores.


Nº sectores = Nº caras * Nº pistas/cara * Nº de sectores/pista

Capacidad = Nº cabezas * Nº de cilindros * Nº sectores/pista * 512 byte por sector



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Las cabezas y los cilindros comienzan a enumerarse desde el 0 y los sectores por el 1, ya que

el sector 0 esta reservado para el arranque.



En esta imagen se puede observar la numeración de un Disco Duro con una geometría de 255



cilindro y 63 sectores/pista.



3. ESTRUCTURA LÓGICA

La estructura lógica de un disco duro está formada por:


 El sector de arranque
 Espacio particionado
 Espacio sin particionar



A) Sector de arranque o MBR : Primer sector de todo disco duro (cabeza 0, cilindro 0,
sector 1). En él se almacena la tabla de particiones y un pequeño programa de
inicialización,. Este programa es el encargado de leer la tabla de particiones y ceder el
control al sector de arranque de la partición activa. Si no existiese partición activa,
mostraría un mensaje de error.


B) El espacio particionado es el espacio del disco que ha sido asignado a alguna partición.

C) El espacio no particionado, es espacio no accesible del disco ya que todavía no ha sido

asignado a ninguna partición.



A continuación se muestra un ejemplo de un disco duro con espacio particionado (2

particiones primarias y 2 lógicas) y espacio todavía sin particionar.



El caso más sencillo consiste en un sector de arranque que contenga una tabla de
particiones con una sola partición y que esta partición ocupe la totalidad del espacio restante
del disco.



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4. PARTICIONES

Cada disco duro constituye una unidad física distinta. Sin embargo, los sistemas
operativos no trabajan con unidades físicas directamente sino con entidades lógicas o volúmenes.

Dentro de una misma unidad física de disco duro puede haber varios volúmenes. Cada una de
ellos, constituye una partición del disco duro. Esto quiere decir que podemos dividir un disco
duro en, por ejemplo, dos particiones y trabajar de la misma manera que si tuviésemos dos discos
duros

Características


1ª) Las particiones son divisiones de tamaño fijo del disco duro

2ª) Las particiones ocupan un grupo de cilindros contiguos del disco duro (mayor seguridad

3ª) Cada partición del disco duro tiene implantado un sistema de archivos o datos.



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.


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