El disco duro. Constitución y funcionamiento
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Información complementaria. El disco duro Página: 1 Tecnologías de la Información. El disco duro Ricardo Rodríguez García El disco duro 1.- Constitución Un disco duro está constituido por una o varias láminas rígidas de forma circular, recubiertas de un material que posibilita la grabación magnética de datos. Un disco duro normal gira a una velocidad de 3.600 revoluciones por minuto y las cabezas de lectura y escritura se mueven en la superficie del disco sobre una burbuja de aire de una profundidad de 10 a 25 millonésimas de pulgada. El disco duro va sellado para evitar la interferencia de partículas en la mínima distancia que existe entre las cabezas y el disco. Los discos duros proporcionan un acceso más rápido a los datos que los discos flexibles y pueden almacenar mucha más información. Al ser las láminas rígidas, pueden superponerse unas sobre otras, de modo que una unidad de disco duro puede tener acceso a más de una de ellas. La mayoría de los discos duros tienen de dos a ocho láminas. 2.- Tabla de Localización de Ficheros (FAT) La información dentro de un disco duro se almacena en pequeñas parcelas delimitadas por pistas y sectores. Cada una de estas unidades recibe el nombre genérico de cluster, que marca el tamaño mínimo real que tendrá un fichero al almacenarse. En la FAT (Tabla de Localización de Ficheros) de 16 bits la ubicación de cada cluster viene marcada por dos bytes de información que sólo permiten gestionar 65535 direcciones teóricas. Con los discos duros de poca capacidad esto no era un problema, pero al aumentar progresivamente el tamaño y tener disocos mayores de 2Gb, esto se ha convertido en un grave inconveniente. Si a cada unidad de asignación (65.535 máximas posibles) le asignamos un tamaño máximo de 32 Kb, las cuentas nos darán un tamaño máximo de disco de 2 Gb (65.535 unidades de asignación x 32 Kb = 2.097.120 Kb = 2Gb). La FAT de 16 bits, además de poner un techo al tamaño de una partición, no permite un aprovechamiento óptimo del disco duro.
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Tecnologías de la Información. El disco duro Ricardo Rodríguez García
El disco duro
1.- Constitución
Un disco duro está constituido por una o varias láminas rígidas de forma circular, recubiertas de un material que posibilita la grabación magnética de datos. Un disco duro normal gira a una velocidad de 3.600 revoluciones por minuto y las cabezas de lectura y escritura se mueven en la superficie del disco sobre una burbuja de aire de una profundidad de 10 a 25 millonésimas de pulgada.
El disco duro va sellado para evitar la interferencia de partículas en la mínima distancia que existe entre las cabezas y el disco. Los discos duros proporcionan un acceso más rápido a los datos que los discos flexibles y pueden almacenar mucha más información. Al ser las láminas rígidas, pueden superponerse unas sobre otras, de modo que una unidad de disco duro puede tener acceso a más de una de ellas. La mayoría de los discos duros tienen de dos a ocho láminas.
2.- Tabla de Localización de Ficheros (FAT) La información dentro de un disco duro se almacena en pequeñas parcelas delimitadas por pistas y sectores. Cada una de estas unidades recibe el nombre genérico de cluster, que marca el tamaño mínimo real que tendrá un fichero al almacenarse.
En la FAT (Tabla de Localización de Ficheros) de 16 bits la ubicación de cada cluster viene marcada por dos bytes de información que sólo permiten gestionar 65535 direcciones teóricas. Con los discos duros de poca capacidad esto no era un problema, pero al aumentar progresivamente el tamaño y tener disocos mayores de 2Gb, esto se ha convertido en un grave inconveniente.
Si a cada unidad de asignación (65.535 máximas posibles) le asignamos un tamaño máximo de 32 Kb, las cuentas nos darán un tamaño máximo de disco de 2 Gb (65.535 unidades de asignación x 32 Kb = 2.097.120 Kb = 2Gb). La FAT de 16 bits, además de poner un techo al tamaño de una partición, no permite un aprovechamiento óptimo del disco duro.
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Imaginemos que tenemos que almacenar doscientos ficheros de 3 Kb en su disco duro (con este tamaño podrían ser páginas HTML). Como el tamaño de cada cluster es de 32 Kb, en un disco duro con FAT16 estos ficheros ocuparían 200 x 32 Kb = 6400 Kb. Con una rápida
resta veremos que es espacio desaprovechado es enorme, puesto que para almacenar los 600 Kb reales que ocupan los ficheros habríamos malgastado 5800 Kb.
Gracias a la FAT32, las unidades de asignación pueden emplear direcciones de 32 bits, lo que permite manejar 4.294.967.295 unidades de asignación en una sola partición. Con tal cantidad de unidades de asignación disponibles, es posible emplear un tamaño de cluster menos, que permite mejorar substancialmente el aprovechamiento del disco duro.
Por defecto se emplea un tamaño de cluster de 4Kb en una FAT32. Si aplicásemos el ejemplo de los 200 ficheros de 3 Kb en un disco con FAT32, los ficheros ocuparían un espacio de tan sólo 200 x 4Kb = 800 Kb, desperdiciando tan sólo unos míseros 200 Kb de disco.
En realidad, los ficheros de un disco suelen tener tamaños mucho mayores, y el ahorro de espacio no es tan significativo, pero suele situarse en un 20% de ahorro del espacio de disco no aprovechado.
3.- Sistema de arranque del disco duro Podemos considerar, estableciendo una sencilla clasificación, que la información que es capaz de almacenar un disco duro se encuentra agrupada en cuatro grandes bloques, tal y como se puede apreciar en la siguiente figura:
MBR (Master Boot Record): esta zona del disco duro alberga el Registro General de Arranque. Espacio del disco duro destinado al arranque. Posee 512 bytes que contienen:
Datos, por ejemplo el numero de particiones del disco duro.
Código ejecutable que inicia el sistema operativo.
El MBR siempre es ubicado en una determinada posición fija en cualquier disco duro, de manera que
el proceso de arranque de un ordenador, desde que es puesto en marcha hasta que es cargado el sistema operativo, queda como sigue:
1º.- Al pulsar el botón de arranque, la corriente llega a la placa base.
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2º.- Se inicia el programa de arranque que contiene el BIOS, ejecutando una serie de pruebas del sistema (POST).
3º.- El microprocesador detecta la presencia y el correcto funcionamiento de los dispositivos
conectados al PC. Se activa la tarjeta de video. 4º.- El POST comprueba el correcto funcionamiento de la memoria RAM, así como del teclado.
5º.- El programa de arranque comprueba las unidades de almacenamiento disponibles para
determinar la unidad de inicio. Localiza, por tanto, el MBR del disco duro debido a que siempre se encuentra situado en la misma posición del mismo.
6º.- En el MBR existe un código de programa que conoce en que zona del disco duro se
encuentra el inicio del sistema operativo e inicia la ejecución del mismo, cediendo, de esta forma, el control al sistema operativo instalado en el disco duro.
4.- Formato de archivos NTFS Uno de los aspectos mas importantes de cualquier sistema operativo es el sistema de ficheros que se use. Dependiendo de como este organizado el sistema de ficheros, gozaremos de ciertas ventajas, como las cuotas de usuario, los enlaces a otros archivos, etc. Así, el mas popular es FAT, el sistema diseñado originalmente por Microsoft para el MS DOS. Con Windows NT, Microsoft incluye soporte para el sistema FAT y añade un sistema nuevo propio: NTFS.
4.1.- El sistema NTFS
NTFS usa 64 bits para el direccionamiento de los clusters, lo que nos deja como resultado que con clusters de 512 bytes tiene de sobra en muchas ocasiones.
Centrándonos ahora en la seguridad, NTFS usa el mismo sistema de seguridad del propio NT, usando las DACL (Discretionary Access Control Lists) y las SACL (System Access Control Lists), con lo que en todo momento el sistema sabe quien accede a que, cuando y que es lo que hace.
Otro detalle a tener en cuenta es el juego de caracteres permitido a la hora de nombrar los ficheros dentro del sistema. Mientras que con la FAT podemos usar el ASCII de 8 bits, en NTFS disponemos del sistema Unicode de 16 bits, lo que deja una posibilidad bastante amplia.
