El documento describe las partes y tipos de formatos de los discos duros, incluyendo sectores, pistas, cilindros y clusters. Explica los sistemas de archivos FAT16, FAT32 y NTFS, y cómo cada uno maneja los clusters y el tamaño de los archivos. También cubre los discos duros de estado sólido y sus ventajas sobre los discos duros convencionales.

1. JavierConde y DiegoVillares

2.  1. Definiciones: disco duro, formato de disco
y sistema de archivos.
 2. Constitución y partes del disco duro.
 3. Tipo de formato que se le asignan a un
disco duro.
 4. Funcionamiento de un disco convencional.
 5. Tabla de asignación de archivos (FAT16,
FAT32 y NTFS)
 6. Nuevos discos duros
 7. Pregunta.

3. Disco duro:
Del inglés hard disk (HD). Sistema magnético donde se
guardan indefinidamente o por un largo de tiempo, todos los
datos y programas de la computadora.
Formato de disco:
Proceso de preparación de un disco duro o de un medio
externo para el vaciado del sistema de archivos.
Sistema de archivos:
Conjunto de normas y procedimientos para almacenar la
información. Todo sistema operativo tiene uno.

4. · ATENDIENDOA SU CONSTITUCIÓN FÍSICA

5.  Caras: Cada lado de un plato.
 Pistas oTrack: Circunferencia dentro de una cara; la pista
está en el borde exterior.
 Sectores: Las pistas están divididas en sectores, el número de
sectores es variable. Un sector es la unidad básica de
almacenamiento de datos sobre los discos duros. Los discos duros
almacenan los datos en pedazos gruesos llamados sectores, la
mayoría de los discos duros usan sectores de 512 bytes cada uno.
Comúnmente es la controladora del disco duro quien determina el
tamaño de un sector en el momento en que el disco es
formateado, en cambio en algunos modelos de disco duro se
permite especificar el tamaño de un sector.

6.  Cilindros: Conjunto de varias pistas; todas las circunferencias
que están alineadas verticalmente. El cilindro 0 está
compuestos por todas las pistas 0 de cada cara y así
susesivamente.
 Clusters: agrupación de varios sectores, que el conjunto de
ellos forman la unidad mínima de información que utilizan
los sistemas operativos, la capacidad de cada cluster
depende de la capacidad del disco duro y del tipo de sistema
de archivos utilizado cuando se hace el formato lógico del
disco.

7.  Parte del disco duro que lee y escribe los datos del disco. La
mayoría de los discos duros incluyen una cabeza de
lectura/escritura a cada lado del plato o disco, pero hay
algunos discos de alto desempeño que tienen dos o mas
cabezas.

8. Motor que mueve los cabezales sobre el disco
hasta llegar a la pista adecuada, donde
esperan que los sectores correspondientes
giren bajo ellos para ejecutar de manera
efectiva la lectura/escritura.

9.  Atiendiendo a su formato físico:
 Pistas, varios círculos concéntricos por cada plato del disco duro que
pueden organizarse verticalmente en cilindros.
 Sector, varios por pista. El tamaño individual suele ser de 512 bytes.
 Preámbulo, contiene bits que indican el principio del sector y a
continuación el número de cilindro y sector.
 Datos.
 ECC, que contiene información de recuperación para errores de
lectura. Este campo es variable y dependerá del fabricante.

10.  Atendiendo a su formato de disco lógico
 Podemos encontrar:
 El Master Boot Record, que contiene la tabla de particiones y
se encuentra en el sectorde arranque, el cual es el sector
cero.
 Las particiones, necesarias para poder colocar los sistemas
archivos.Por tanto dentro del disco encontramos el Master
Boot Record el espacio particionado y elespacio sin
particionar.

11.  Como ya hemos dicho, estos sectores de 512 bytes se agrupan
para su utilización efectiva en clúster, que es la unidad real más
pequeña que nuestro sistema va a utilizar. Cada clúster pertenece
solo a un determinado archivo, y este a su vez puede estar
compuesto por uno o más clúster (tantos como sean necesarios
para albergar la totalidad del archivo).

El proceso necesario para realizar esta operación recibe el nombre
de Formateo.
Este formateo es de dos tipos diferentes:
Formateo
Físico Formateo
Lógico

12. Formateo Físico
/ Formato de
bajo nivel
Define el tamaño de los sectores y su ubicación en
los discos. En los discos duros este tipo de
formateo no suele ser necesario hacerlo por parte
del usuario, ya que los discos duros vienen ya con
el formateo físico hecho de fabrica.
No se hace a través del sistema operativo o
utilidades de estos , hay que hacerlo a través de
unos programas específicos para ello,
generalmente proporcionados como utilidades
por los propios fabricantes del disco.
Este formato no se suele perder, salvo por
averías causadas por campos magnéticos,
elevadas temperaturas o por un problema
físico en el disco duro.
Es muy lento, pudiendo llegar a tardarse en el
varias horas .
Una vez realizado un formateo físico es
totalmente imposible recuperar nada de lo que
hubiera en el disco anteriormente.
Formateo
Lógico
Este es el tipo de formateo que si que solemos hacer.
Hay que hacer una diferenciación:
Cuando hemos formateado el disco, la información de este
formateo se guarda en los sectores de inicio del disco. En estos
mismos sectores ( sectores de arranque), cuando grabamos algo en
el disco, se guarda también la información de los clúster que ocupan
estos archivos.
Hay un tipo de formateo, llamado
formateo rápido que elimina esta
información. Esta operación no hace
una revisión del disco, tan solo se limita
a eliminar la información del contenido
de los clúster.

13.  Primero cada superficie magnética tiene asignado uno de los cabezales
de lectura/escritura de la unidad como se sabe según la geometría de
disco hay un cabezal de lectura/escritura para cada cara del plato.
 El conjunto de cabezales se puede desplazar linealmente desde el
exterior hasta le interior de la pila de platos o discos 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 platos gire, este giro se va a realizar a una
velocidad constante y no va a parar mientras esté encendido el
ordenador.
 Para los discos flexibles el giro se produce solo cuando se esté
efectuando la operación una operación de lectura/escritura, el resto del
tiempo permanece en reposo como ocurre con los disquetes.
 Al realizar una operación de lectura en el disco se desplaza los cabezales
de lectura/escritura hasta donde empiezan los datos.

14.  FAT16
Es el sistema de archivos para dar soporte a los
archivos de 16bits, no soportados por versiones
anteriores de FAT (FAT12).
Este sistema de archivos tiene una serie muy
importante de limitaciones, entre las que
destacan el límite máximo de la partición en 2Gb
el utilizar cluster de 32Kb o de 64Kb y el no
admitir nombres largos de archivos, estando
estos limitados al formato 8+3 (ocho dígitos de
nombre + tres de extensión).

15.  FAT32: para solucionar en buena parte las deficiencias que presentaba FAT16,
pero manteniendo la compatibilidad en modo real con MS-DOS.
Entre estas se encuentra la de superar el límite de 2Gb en las particiones, si bien
se mantiene el tamaño máximo de archivo, que es de 4Gb.
FAT32 utiliza un direccionamiento de cluster de 32bits, lo que permite manejar
particiones cercanas a los 2Tib. puede manejar particiones mayores creadas con
programas de otros fabricantes.
El tamaño del cluster utilizado es de 32Kb, lo que significa que un importante
desperdicio de disco. se desperdiciarían 31Kb por cada archivo de 1Kb que
tengamos
El paso de FAT16 a FAT32 se tenía que realizar en un principio formateando el
disco, situación que se mantuvo hasta la salida de Windows 98, que incorporaba
una herramienta para pasar de FAT16 a FAT32 sin necesidad de formatear el
disco.
Estos dos formatos son accesibles por una gran cantidad de sistemas operativos.
Esta compatibilidad es aun mayor en FAT16 que en FAT32.

16.  El sistema de archivos NTFS, soporta la compresión nativa de ficheros y cifrado, también permite
gestionar archivos de más de 4Gb, fijándose el tamaño máximo de estos en unos 16Tb. En cuanto
a las particiones, permite un tamaño de hasta 256Tb.
Utiliza cluster de 4Kb. Esto permite un aprovechamiento del disco mucho mayor que en FAT16 o
en FAT32, ya que si el tamaño del cluster fuera de 512bytes, no existiria desperdicio de espacio).
se necesita un espacio del disco bastante grande para guardar la información del formato. Hay
que pensar que con este sistema, a igualdad de espacio (32Kb), para una partición NTFS basada
en cluster de 4Kb tendremos ocho cluster en vez de uno solo. Esto en la practica quiere decir que
para un archivo de 32Kb hay que guardar 8 direcciones en vez de una sola, pero en la práctica
tenemos una muy superior capacidad de almacenamiento.
Las particiones formateadas en NTFS no son accesibles desde MS-DOS, Windows 95, Windows
98 ni por otros sistemas operativos instalados en discos bajo sistemas FAT16 o FAT32. ya que
NTFS no tiene soporte para programas de 8bits.
Se puede pasar una partición FAT32 a NTFS sin pérdida de datos, mediante comandos de consola
Mi Pc en versiones anteriores deWindows, incluido XP (o Equipo en WindowsVista) no va a
reconocer un disco duro mientras este no tenga alguna partición.
No es posible pasar de un formato de nivel superior a uno de nivel inferior sin eliminar la partición
y volver a crearla.
Podemos pasar mediante software de FAT16 a FAT32 y de este a NTFS sin pérdida de
información ni de nada (teniendo en cuenta siempre los riesgos que un cambio de formato de
partición implican), pero no a la inversa.

17.  Fat 16/32: Las ventajas que tiene este sistema es el uso en sistemas
operativos como Windows 9x o ME los discos que estén en este formato. Aunque
actualmente la mayoría de ordenadores tienen sistemaWindows 2000 en
adelante, siempre queda alguno que utiliza sistemas anteriores. Las desventajas
que tiene este sistema es que no reconoce o admite archivos de 4 o más gb con la
imposibilidad que hay actualmente de grabar DVD imágenes con esos tamaños.
 NTFS: Esta funcionando desdeWindows 2000 en adelante. Su principal
característica es el modo en que se escribe los datos al HD, ya que utiliza
tecnología HOTFIX, o lo que es igual, verifica que el clúster de HD que está
escribiendo, está en perfecto estado antes de hacerlo. De ahí que el sistema y la
integridad de archivos sea bastante segura. Además el nivel de permisos y
seguridad que se puede establecer no tiene comparación con el sistema FAT, ya
que NTFS permite configuración a niveles bastante más amplios. Eso sin incluir la
posibilidad de cuotas para los usuarios y varias cosas más.
 En cuanto a rapidez, se pensaba que el sistema FAT era más rápido que
NTFS, pero esto no es así, ya que no está reñida la funcionalidad con la
rapidez. En realidad, son temas diferentes, tengas el ordenador que
tengas.

20.  SSD son las siglas de Solid State Drive, unidad de estado sólido. Su construcción está
basada en un circuito integrado semiconductor, construido en una sola pieza. A
diferencia del HD convencional, donde el almacenamiento es realizado por discos
magnéticos, los SSD pueden utilizar memoria flash(como en las tarjetas SD de las
cámaras fotográficas) o la del propio semiconductor. Al no poseer componentes
electromecánicos para la lectura de los archivos, los SSD son completamente
silenciosos. también facilita el acceso a los datos, algo primordial para quienes
necesitan velocidad (a diferencia de los discos rígidos, donde el 'brazo' mecánico de
lectura necesitar de una punta a otra para poder leer determinada información) el SSD
tiene todo a mano. Además trabaja con menos temperatura y consume menos energía.
Sin embargo, la capacidad de almacenamiento es mucho menor de la que puede
ofrecer un HD y su costo es mayor. Los equipos que más utilizan SSD son los
smartphones, las tablets y las netbooks, sin olvidar las máquinas fotográficas digitales,
que utilizan este tipo de almacenamiento. Todos estos tipos de equipos no necesitan
una memoria muy grande, pero necesitan que el tiempo de respuesta sea lo más rápido
posible. Con respecto al precio, un HD convencional puede ser mucho más económico
que un SSD, incluso teniendo una mayor capacidad. Actualmente pueden encontrarse
HD de hasta 2 Tb (equivalente a2000 Gb), mientras que los SSD que habitualmente se
usan son de 32, 64 u 80 Gb.

21. SSD HÍBRIDOS

22.  Los clusters no pueden estar contiguos, porque se tendrían que ir
llenando de forma ordenada, es decir, primero el 1, luego el 2 y
así sucesivamente. Al no estar contiguos, no necesitas llenar un
clúster para poder ocupar el siguiente, y así se desperdicia menos
espacio.
 Ejemplos:
 Si tenemos clusters de 2MB y archivos de 2.2 MB y los clusters
estuvieran contiguos se desperdiciarían 1.8 MB del cluster 2.
 Tenemos un clúster de 16 k y un archivo de 8k, ese cluster
quedaría quedaría ocupado y se desperdiciarían 8k. Si el archivo
es de 18k, se ocuparían 2 clusters y se desperdiciarían 14k. Este
es un ejemplo de porque no se ultilizan particiones grandes en
los FAT.