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Aprende sobre tu disco duro


















Hola amigos de Taringa!, Hoy vengo a darles un poco de información sobre los discos duros empecemos..




En informática, un disco duro o disco rígido (en inglés Hard Disk Drive, HDD) es un dispositivo de almacenamiento de datos no volátil que emplea un sistema de grabación magnética para almacenar datos digitales. Se compone de uno o más platos o discos rígidos, unidos por un mismo eje que gira a gran velocidad dentro de una caja metálica sellada. Sobre cada plato, y en cada una de sus caras, se sitúa un cabezal de lectura/escritura que flota sobre una delgada lámina de aire generada por la rotación de los discos.




El primer disco duro fue inventado por IBM en 1956. A lo largo de los años, los discos duros han disminuido su precio al mismo tiempo que han multiplicado su capacidad, siendo la principal opción de almacenamiento secundario para PC desde su aparición en los años 1960.1 Los discos duros han mantenido su posición dominante gracias a los constantes incrementos en la densidad de grabación, que se ha mantenido a la par de las necesidades de almacenamiento secundario.1




Los tamaños también han variado mucho, desde los primeros discos IBM hasta los formatos estandarizados actualmente: 3,5 " los modelos para PC y servidores, 2,5 " los modelos para dispositivos portátiles. Todos se comunican con la computadora a través del controlador de disco, empleando una interfaz estandarizado. Los más comunes hasta los años 2000 han sido IDE (también llamado ATA o PATA), SCSI (generalmente usado en servidores y estaciones de trabajo). Desde el 2000 en adelante ha ido masificándose el uso de los Serial ATA. Existe además FC (empleado exclusivamente en servidores).


Características de un disco duro

  • Tiempo medio de acceso: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista y el sector deseado; es la suma del Tiempo medio de búsqueda (situarse en la pista), Tiempo de lectura/escritura y la Latencia media (situarse en el sector).

  • Tiempo medio de búsqueda: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista deseada; es la mitad del tiempo empleado por la aguja en ir desde la pista más periférica hasta la más central del disco.

  • Tiempo de lectura/escritura: Tiempo medio que tarda el disco en leer o escribir nueva información: Depende de la cantidad de información que se quiere leer o escribir, el tamaño de bloque, el número de cabezales, el tiempo por vuelta y la cantidad de sectores por pista.

  • Latencia media: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en el sector deseado; es la mitad del tiempo empleado en una rotación completa del disco.

  • Velocidad de rotación: Revoluciones por minuto de los platos. A mayor velocidad de rotación, menor latencia media.

  • Tasa de transferencia: Velocidad a la que puede transferir la información a la computadora una vez que la aguja está situada en la pista y sector correctos. Puede ser velocidad sostenida o de pico.


Tipos de conexión

Si hablamos de disco duro podemos citar los distintos tipos de conexión que poseen los mismos con la placa base, es decir pueden ser SATA, IDE, SCSI o SAS:

  • IDE: Integrated Drive Electronics ("Dispositivo electrónico integrado" o ATA (Advanced Technology Attachment), controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) Hasta aproximadamente el 2004, el estándar principal por su versatilidad y asequibilidad. Son planos, anchos y alargados.

  • SCSI: Son interfaces preparadas para discos duros de gran capacidad de almacenamiento y velocidad de rotación. Se presentan bajo tres especificaciones: SCSI Estándar (Standard SCSI), SCSI Rápido (Fast SCSI) y SCSI Ancho-Rápido (Fast-Wide SCSI). Su tiempo medio de acceso puede llegar a 7 milisegundos y su velocidad de transmisión secuencial de información puede alcanzar teóricamente los 5 Mbit/s en los discos SCSI Estándares, los 10 Mbit/s en los discos SCSI Rápidos y los 20 Mbit/s en los discos SCSI Anchos-Rápidos (SCSI-2). Un controlador SCSI puede manejar hasta 7 discos duros SCSI (o 7 periféricos SCSI) con conexión tipo margarita (daisy-chain). A diferencia de los discos IDE, pueden trabajar asincrónicamente con relación al microprocesador, lo que posibilita una mayor velocidad de transferencia.

  • SATA (Serial ATA): El más novedoso de los estándares de conexión, utiliza un bus serie para la transmisión de datos. Notablemente más rápido y eficiente que IDE. Existen tres versiones, SATA 1 con velocidad de transferencia de hasta 150 MB/s (hoy día descatalogado), SATA 2 de hasta 300 MB/s, el más extendido en la actualidad; y por último SATA 3 de hasta 600 MB/s el cual se está empezando a hacer hueco en el mercado. Físicamente es mucho más pequeño y cómodo que los IDE, además de permitir conexión en caliente.

  • SAS (Serial Attached SCSI): Interfaz de transferencia de datos en serie, sucesor del SCSI paralelo, aunque sigue utilizando comandos SCSI para interaccionar con los dispositivos SAS. Aumenta la velocidad y permite la conexión y desconexión en caliente. Una de las principales características es que aumenta la velocidad de transferencia al aumentar el número de dispositivos conectados, es decir, puede gestionar una tasa de transferencia constante para cada dispositivo conectado, además de terminar con la limitación de 16 dispositivos existente en SCSI, es por ello que se vaticina que la tecnología SAS irá reemplazando a su predecesora SCSI. Además, el conector es el mismo que en la interfaz SATA y permite utilizar estos discos duros, para aplicaciones con menos necesidad de velocidad, ahorrando costes. Por lo tanto, las unidades SATA pueden ser utilizadas por controladoras SAS pero no a la inversa, una controladora SATA no reconoce discos SAS.



Uso del disco duro

Para poder utilizar un disco duro, un sistema operativo debe aplicar un formato de bajo nivel que defina una o más particiones. La operación de formateo requiere el uso de una fracción del espacio disponible en el disco, que dependerá del formato empleado. Además, los fabricantes de discos duros, unidades de estado sólido y tarjetas flash miden la capacidad de los mismos usando prefijos SI, que emplean múltiplos de potencias de 1000 según la normativa IEC y IEEE, en lugar de los prefijos binarios, que emplean múltiplos de potencias de 1024, y son los usados por sistemas operativos de Microsoft. Esto provoca que en algunos sistemas operativos sea representado como múltiplos 1024 o como 1000, y por tanto existan confusiones, por ejemplo un disco duro de 500 GB, en algunos sistemas operativos sea representado como 465 GiB (es decir gibibytes; 1 GiB = 1024 MiB) y en otros como 500 GB.


Formateo de disco

Un disco duro está formado (en lo que a guardar la información se refiere) por una serie de discos de metal magnetizado, que es donde se va a guardar la información.

Pero estos discos hay que prepararlos primero, dividiéndolos en espacios de un tamaño utilizable, indicando las coordenadas físicas de esos espacios.

El nombre que reciben esos espacios es sectores, y cada sector tiene un tamaño (capacidad) de 512 bytes. Estos sectores se referencia luego para su utilización por el disco al que pertenece, la cabeza que lo controla y el sector físico.

Pero la unidad mínima que utilizan los sistemas operativos no es el sector, sino el clúster, que está formado por varios sectores (la cantidad de estos varía dependiendo del tipo de formato, de la capacidad del disco y del SO utilizado).

Pues bien, el proceso necesario para realizar esta operación recibe el nombre de Formateo.

Este formateo es de dos tipos diferentes:

Formateo físico:

Este tipo de formateo, también llamado Formateo de bajo nivel es el que define el tamaño de los sectores, así como 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.

Es un tipo de formateo que no se hace a través del sistema operativo o utilidades de estos SO, sino que hay que hacerlo a través de unos programas específicos para ello, generalmente proporcionados como utilidades por los propios fabricantes del disco.

Además, 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 un tipo de formateo muy lento, pudiendo llegar a tardarse en el varias horas (dependiendo, claro está, del tamaño del disco).

Hay que aclarar que 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.

Aquí 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, que se conocen en su conjunto como sectores de arranque, cuando grabamos algo en el disco, se guarda también la información de los clúster que ocupan estos archivos.

Pues bien, hay un tipo de formateo, llamado formateo rápido que en realidad lo único que hace es eliminar esta información. Esta operación, mal llamada formateo no es tal, puesto que no hace una revisión del disco, tan solo se limita a eliminar la información del contenido de los clúster.

Aclarado este punto, retomemos el tema que nos ocupa, que es el formateo.

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).

Un formateo tiene en realidad varias funciones:

Por un lado reescribir la tabla de particiones, que es donde se guarda la información sobre los clúster que forman esta.
Por otro lado, examina los sectores que componen el clúster en busca de errores. Si encuentra algún error, marca el clúster como no utilizable, evitando que se pueda escribir en el, con la posible pérdida de datos que esto supondría.
Y por otro lado, determina el tamaño del clúster (cantidad de sectores que lo componen).

Este es un dato muy importante, que depende del sistema operativo que utilicemos y del tipo de partición empleada, ya que como hemos visto, un archivo se aloja en uno o varios clúster, dependiendo de su tamaño, pero cada clúster pertenece a un solo archivo, por lo que el espacio sobrante se desperdicia.

Para que entiendan esto mejor, imaginemos un clúster de 4Kb (8 sectores). Pues bien, si grabamos un archivo de, por ejemplo, 1Kb, este va a ocupar el clúster completo, desperdiciándose los restantes 3Kb.

Vamos a ver a continuación los diferentes tipos de formato utilizados en sistemas operativos basados en DOS / NT.

FAT:

Lo que conocemos por FAT es realmente FAT16. Es el sistema de archivos introducido por Microsoft en 1.987 para dar soporte a los archivos de 16bits, no soportados por versiones anteriores de FAT.

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 clúster de 32Kb o de 64Kb (con el enorme desperdicio de espacio que esto supone) y el no admitir nombres largos de archivos, estando estos limitados al formato 8+3 (ocho dígitos de nombre + tres de extensión).

FAT32:

En 1.996, junto con la salida al mercado del Windows 95 OSR2, se introduce el sistema de archivos FAT32, para solucionar en buena parte las deficiencias que presentaba FAT16.

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.

Para solucionar este problema, FAT32 utiliza un direccionamiento de clúster de 32bits, lo que en teoría podría permitir manejar particiones cercanas a los 2 Tib (Terabytes), pero en la práctica Microsoft limitó estas en un primer momento a unos 124Gb, fijando posteriormente el tamaño máximo de una partición en FAT32 en 32Gb. Esto se debe más que nada a una serie de limitaciones del Scandisk de Microsoft, ya que FAT32 puede manejar particiones mayores creadas con programas de otros fabricantes.

El tamaño del clúster utilizado sigue siendo de 32Kb.

El paso de FAT16 a FAT32 se tenia 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, a pesar de sus inconvenientes, tienen una gran ventaja, y es que son accesibles por una gran cantidad de SO, entre los que destacan Unix, Linux, Mac OS...
Esta compatibilidad es mayor en FAT16 que en FAT32.

NTFS:

El sistema de archivos NTFS, o New Technology File System fué introducido a mediados de 1.993 en Windows NT 3.1, y utilizado por Microsoft solo en sus sistemas profesionales hasta la salida de Windows XP, que fue el primer SO de uso doméstico que lo incorporó.

Este sistema de archivos permite por fin gestionar archivos de más de 4Gb, fijándose el tamaño máximo de estos en unos 16Tb.
También permite un tamaño mucho mayor de las particiones, pudiendo utilizar particiones de hasta 256Tb.

Utiliza clúster de 4Kb (aunque se pueden definir de hasta 512bytes, es decir, 1 sector por clúster). Esto permite un aprovechamiento del disco mucho mayor que en FAT16 o en FAT32, pero tiene un inconveniente, y es el de que en ese caso 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) tenemos ocho clúster, 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.

Los discos formateados en NTFS no son accesibles desde MS-DOS, Windows 95, Windows 98 ni por otros SO instalados en discos bajo sistemas FAT16 o FAT32.

Se puede pasar una partición FAT32 a NTFS sin pérdida de datos, mediante comandos de consola.

Hay que dejar bien claro un tema: 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, pero no a la inversa.

Sistemas para formatear:

El sistema para formatear un disco (o mas bien debemos decir en este caso una partición) difiere del tipo de partición de que se trate.

Particiones FAT16:

En este caso, una vez creada la partición (mediante el comando de MS-DOS Fdisk), formateamos con el comando FORMAT, añadiéndole la extensión /S para que se realice la carga del sistema operativo y poder utilizar esta partición si es que la vamos a utilizar como partición de arranque.

Partición FAT32:

El procedimiento es el mismo que en el caso de FAT16, salvo que al ejecutar Fdisk debemos utilizar la opción Compatibilidad con discos grandes.

Desde Windows XP y Windows Vista es posible formatear una partición en FAT32 directamente desde el sistema, siempre y cuando esta sea menor de 40Gb.

NTFS:

Dado que este tipo de particiones se utilizan en Windows XP y Windows Vista (también se utilizan en las versiones Server, pero en estos tutoriales nos referimos solo a las versiones de uso doméstico), lo mejor es crear tanto la partición como formatear directamente en el proceso de instalación de Windows, utilizando las herramientas que a este efecto Microsoft incluye en dicho instalador.

También podemos formatear una partición desde el propio sistema, siempre y cuando no se trate de la partición activa (la que contiene el sistema operativo).

Otros tipos de particiones:

Hemos visto las particiones utilizadas por sistemas operativos basados en MS-DOS y en Windows, pero existen otros sistemas operativos que utilizan otro tipo de particiones.

los más nombrados son:

LINUX, que utiliza particiones del tipo ext2, ext3, ext4, JFS, ReiserFS y XFS.

Desde ellos se puede acceder a particiones FAT16, FAT32 y en algunos a NTFS.

Mac OS, que utiliza particiones del tipo HFS y HFS+.

Este tipo de formato puede acceder a particiones FAT16.








Espero les haya servido la pequeñísima información y haya ayudado un poco al conocimiento y a la inteligencia colectiva ya olvidada por muchos recordada por pocos, espero la pasen bien y tengan un buen día o noche.

























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