El documento describe los componentes y funcionamiento de los discos duros. Explica que un disco duro almacena programas y datos mediante platos magnéticos que giran y cabeza lectoras/escritoras. También describe los sistemas de archivos como FAT32 y NTFS, que asignan espacio de almacenamiento a los archivos de forma lógica. Finalmente, compara discos duros convencionales con los discos de estado sólido (SSD), notando que los SSD son más rápidos pero más caros.

1. S T E P H A N Y S Á N C H E Z L Ó P E Z
UD 5. El disco duro. Sistemas
de archivos. Formato de disco

2. 1. Definiciones
 El Disco Duro es un dispositivo magnético que
almacena todos los programas y datos de la
computadora.
 Su capacidad de almacenamiento se mide en
gigabytes (GB) y es mayor que la de un disquete
(disco flexible).
 Suelen estar integrados en la placa base donde se
pueden conectar más de uno, aunque también hay
discos duros externos que se conectan al PC
mediante un conector USB.

3. • El formato de disco es un conjunto de operaciones
informáticas, independientes entre sí, físicas o lógicas, que
permiten restablecer un disco duro, una partición del
mismo o cualquier otro dispositivo de almacenamiento de
datos a su estado original, u óptimo para ser reutilizado o
reescrito con nueva información.
Esta operación puede borrar, aunque no de forma
definitiva, los datos contenidos en él.
En algunos casos esta utilidad puede ir acompañada de un
Particionado de disco.

4.  El sistema de archivos o ficheros es el componente
del sistema operativo encargado de administrar y
facilitar el uso de las memorias periféricas, ya sean
secundarias o terciarias. Sus principales funciones son la
asignación de espacio a los archivos, la administración
del espacio libre, y la administración del acceso a los
datos resguardados.
Estructuran la información guardada en una unidad de
almacenamiento (normalmente un disco duro de una
computadora), que luego será representada ya sea textual
o gráficamente utilizando un gestor de archivos. La
mayoría de los sistemas operativos manejan su propio
sistema de archivos.

5. 2. Constitución y partes del disco duro
 Estructura física:
 Carcasa: Normalmente de aluminio, aunque puede ser de otro
material mientras que tenga la suficiente resistencia.
 Placa de circuitos: Que es donde se integran los componentes
electrónicos del disco duro.
 Conectores: Son los encargados de conectar el disco duro a la
placa base y a la fuente de alimentación.
 Platos o discos en donde se graban los datos.
 Cabezal de lectura/escritura.
 Motor que hace girar los platos.
 Electroimán que mueve el cabeza.
 Circuito electrónico de control incluye: interfaz con la
computadora y memoria caché.
 Bolsita desecante (gel de sílice) para evitar la humedad.
 Caja, que ha de proteger de la suciedad.

6. ATENDIENDO A SU FORMATO DISCO LÓGICO
Pistas : Una circunferencia dentro de una cara .2. Sectores: Cada una de las
divisiones de una pista.3. Cilindros: Conjunto de varias pistas;4. Clusters:
agrupación de varios sectores, que el conjunto de ellos forman la unidad mínima de
información que utilizan los sistemas operativos.
Los partículas magnéticas de la superficie del disco se utilizan en grupos
dispuestos en círculos concéntricos denominados pistas ("Tracks"), que se numeran
desde el exterior al interior comenzando por la cero .
En las unidades modernas se suele utilizar ambas superficies de cada plato
("Platter"), de los que puede haber varios en la misma unidad . Las pistas de todos
los platos equidistantes del eje conforman un cilindro ("Cylinder") y las cabezas de
lectura/escritura están construidas de forma que todas están situadas sobre el
mismo cilindro. Cilindro Pista Sector Cluster

7. .Atendiendo a su formato de disco físico Pistas
varios miles de círculos concéntricos por cada plato del disco duro que pueden
organizarse verticalmente en cilindros. Sector, varios cientos por pista. El
tamaño individual suele ser de 512 bytes. La única diferencia entre formato
físico y lógico es que en el físico no hay cluster.

9. 3.Tipos de formato que se le asignan a un disco
duro
 Son 2, el formato físico y el formato lógico, también llamado formateo rápido, es el
tipo de formateo que se suele hacer, pero en este caso no se define ni el número ni la
ubicación de los bloques , porque ya se ha hecho en el formateo físico.
 El formato lógico, de alto nivel o también llamado sistema de archivos, puede ser
realizado por los usuarios, aunque muchos vienen ya formateados de fábrica. El
formato lógico implanta un sistema de archivos que asigna sectores a archivos. En
los discos duros, para que puedan convivir distintos sistemas de archivos, antes de
realizar un formato lógico hay que dividir el disco en particiones; más tarde, cada
partición se formatea por separado.
 El formateo de una unidad implica la eliminación de los datos, debido a que se
cambia la asignación de archivos a clústers (conjunto de sectores contiguos, pero
que el sistema distribuye a su antojo), con lo que se pierde la vieja asignación que
permitía acceder a los archivos.
 Cada sistema operativo tiene unos sistemas de archivos más habituales
 Windows: FAT, FAT16, FAT32, NTFS, EFS, ExFAT
 . Habitualmente, un formateo completo hace las siguientes cosas:1. Borra toda la
información anterior (incluyendo obviamente virus porque son software)2.
Establece un sistema para grabar disponiendo qué y dónde se ubicará en el disco.3.
Verifica el disco sobre posibles errores físicos o magnéticos que pueda tener lugar en
el ordenador.

10. 4. Funcionamiento de un disco convencional
 El funcionamiento de un disco duro se da de la siguiente manera:
 1.-Primero cada superficie magnética de los discos 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.
 2.-El conjunto de cabezales se puede desplazar linealmente desde el exterior
hasta el interior de la pila de platos o discos mediante un brazo mecánico que los
transporta.
 3.-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 computador.
 3.1.-Para los discos flexibles el giro se produce solo cuando se este efectuando
una operación de lectura/escritura, el resto del tiempo permanece en reposo como
ocurre con los disquetes. En los CD-ROM ocurre algo similar pero la velocidad de
giro no va a ser constante.
 4.-Al realizar una operación de lectura en el disco duro se desplaza los cabezales
de lectura/escritura hasta el lugar donde empiezan los datos, espera a que el primer
dato que gira con los platos llegue al lugar donde están los cabezales y finalmente lee
los datos con el cabezal correspondiente; para la operación de escritura en el disco
duro es similar a la anterior.

11. A continuación se va a describir al detalle el desarrollo de una
operación de lectura/escritura
. Cuando un software indique al sistema operativo a que deba leer o escribir en
un archivo, el sistema operativo solicita que el controlador de disco rígido que
traslade los cabezales de lectura/escritura a la tabla de asignación de archivos
(FAT).
El sistema operativo lee la FAT para así determinar en que punto comienza un
archivo en el disco o que partes del disco es el que están disponibles para guardar
un nuevo archivo
. Los cabezales escriben datos en los platos al alinear partículas magnéticas sobre
la superficie de estos.
Los cabezales leen datos al detectar las polaridades de las partículas que ya se
han alineado.
Es posible guardar un solo archivo en partes diferentes sobre varios platos
comenzando por una primera parte disponible que se pueda encontrar. Después
que el sistema operativo escribe un nuevo archivo en el disco, se graba una lista de
todas las partes del archivo en la FAT.

12. 5.Tabla de asignación de archivos

13. Ventajas y desventajas FAT 32
Menor desperdicio de espacio en el disco duro, ya que siempre particional a 4kb el
disco
-Capacidad de soportar discos mayores de 2 GB
-Espacio de archivos casi ilimitado.
-Gestión del disco mas lenta
-Diferencia de herramientas de partición con respecto a FAT16 y NTFS

14. Ventajas y desventajas FAT16
Gestión del disco duro mas rápida (Por el reducido tamaño del disco)
-Siendo el primer File Sistem de su Época, era la mejor y Única opción
-Gasta gran cantidad de espacio al administrar los archivos. En el caso de una
FAT16 de 32kb, se perdiendo en un archivo de 1 kb 31 kb.
-Espacio de archivos de aproximadamente:

15. Ventajas y desventajas NTFS
•Ventajas:
La partición es mas segura.
-Se puede obtener mas seguridades en los archivos
-Soporta discos mas grandes
-La búsqueda de archivos es mas rápido
-Se obtiene un ahorro mayor que con FAT32
•Desventajas:
-No soporta programas que corren bajo MS-DOS
-Su conversion a FAT es mas dificil
-No corre bien con discos pequeños

17. 6.Investiga y analiza los nuevos discos duros que han aparecido en el mercado.
Describe las ventajas e inconvenientes con los discos duros convencionales.
Los nuevos discos SSD (del inglés Solid State Drive) o discos sólidos son
dispositivos de almacenamiento de datos que usan una memoria no volátil,
como la memoria flash, o la SDRAM, para almacenar datos, en lugar de los
platos giratorios magnéticos encontrados en los discos duros convencionales.
Ventajas de los discos en estado sólido: Arranque más rápido. Gran velocidad de
escritura Mayor rapidez de lectura – Incluso más de 10 veces más que los discos
duros tradicionales más rápidos gracias a RAIDs internos en un mismo SSD.
Baja latencia de lectura y escritura, cientos de veces más rápido que los discos
mecánicos.

18. desventajas
Precio
– Los precios de las memorias flash Mejorado el tiempo medio entre fallos hasta
2 millones de horas, son considerablemente más altos, y la muy superior al de
los discos duros que no llegan a 1 millón principal razón de su baja demanda.
Seguridad
– permitiendo una muy rápida “limpieza” de los datos Menor recuperación
– Después de un fallo almacenados. mecánico los datos son completamente
Rendimiento deterministico
-A diferencia de los discos duros perdidos pues la celda es destruida, mecánicos,
el rendimiento de los SSD es constante y determinista mientras que en un disco
duro normal que a través del almacenamiento entero. El tiempo de “búsqueda”
sufre daño mecánico los datos son constante, y el rendimiento no se deteriora
mientras el medio se frecuentemente recuperables usando llena. ayuda de
expertos. Menor peso y (dependiendo del tipo) tamaño. Capacidad
- – A día de hoy, tienen menor Resistente
- – Soporta golpes y vibraciones sin estropearse y sin capacidad que la de un
disco duro descalibrarse como pasaba con los antiguos Discos Duros
convencional que llega a los 2 Terabytes. Borrado más seguro e irrecuperable de
Datos

19. Ventajas
• Arranque más rápido.
• Gran velocidad de escritura
• Mayor rapidez de lectura , Incluso más de 10 veces más que los discos
duros tradicionales más rápidos gracias a RAIDs internos en un mismo
SSD.
• Baja latencia de lectura y escritura, cientos de veces más rápido que los
discos mecánicos. Lanzamiento y arranque de aplicaciones en menor
tiempo – Resultado de la mayor velocidad de lectura y especialmente
del tiempo de búsqueda. Pero solo si la aplicación reside en flash y es
más dependiente de la velocidad de lectura que de otros aspectos.
• Menor consumo de energía y producción de calor
• Resultado de no tener partes mecánicas.
• Sin ruido
• La misma carencia de partes mecánicas los hace Desventajas
completamente inaudibles.

20. 7¿Las unidades de asignación o clústeres que se crean cuando se hace el formato
lógico, están contiguos?
Lo que está contiguo son los sectores, los clusters no pueden
estar seguidos porque cada cluster puede almacenar solo 1
archivo a la vez.
Imaginemos que tenemos un cluster de 16k y un archivo
de 8 k, ese cluster 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
utilizamos particiones grandes en los FAT.
Si los clusters estuvieran seguidos habría un límite de
almacenamiento, porque si fueran ordenados, solo se podría
acceder al cluster 2 habiendo llenado la capacidad del 1, pero
al estar desordenados, no contiguos esa limitación no existe.