Componentes y Organización de Datos en Discos Duros: Estructura Física y Lógica

Estructura Física del Disco Duro

La estructura física define los componentes tangibles y la organización geométrica del almacenamiento.

Caras (Platters Surfaces)

Cada plato (disco) puede tener una o dos caras utilizables para el almacenamiento de datos. Actualmente, la mayoría de los discos tienen al menos dos caras, quedando esto determinado por el número total de platos que contenga el propio disco. El número de caras oscila entre 4 y 30. La numeración de las caras comienza en 0.

Pistas (Tracks) y Cilindros (Cylinders)

El número de pistas que contiene cada cara de un disco es lo que confiere su tamaño. Los discos duros tienen una gran cantidad de pistas por cara.

El concepto de cilindro designa al conjunto de pistas con el mismo número de identificación, pero ubicadas en diferentes caras (platos). Es decir, un cilindro es la unidad vertical de almacenamiento.

Sectores o Bloques Físicos

El sector es la cantidad de información que se lee o se escribe de una vez en una sola operación de lectura. También recibe el nombre de unidad de asignación física.

Cuando se compra un disco duro, este se ha sometido en fábrica a un proceso llamado formateo físico o formateo a bajo nivel, que lo deja preparado para el posterior formateo lógico.

Cluster (Unidad de Asignación Lógica)

El cluster (o la unidad de asignación lógica) es un conjunto contiguo de sectores que componen la unidad más pequeña de almacenamiento gestionada por el sistema operativo.

Los archivos se almacenan en uno o varios clusters, dependiendo de su tamaño. Sin embargo, si un archivo es más pequeño que un cluster, este se ocupa por completo, lo que puede generar espacio desperdiciado.

Estructura Lógica del Disco Duro

Un Sistema Operativo (S.O.) almacena la información teniendo en cuenta la estructura lógica del disco. La estructura lógica, que se consigue cuando se da formato al disco (formateo lógico), es la siguiente:

1. El Sector de Arranque (Boot Sector)

El sector de arranque se localiza siempre en el primer sector del disco (sector 0) ocupando un único sector. Este sector de arranque realiza dos funciones principales:

• Contiene un pequeño programa que se ejecuta cuando se enciende el ordenador, y que permite cargar el S.O. en memoria (Boot Loader).
• También contiene una tabla con información relativa a la geometría del disco: número de caras, de pistas por cara, de sectores por pista, tamaño del sector, etiqueta del disco, número de serie, etc. Esta tabla es conocida como BPB (BIOS Parameter Block).

2. La Tabla de Asignación de Archivos (FAT)

La tabla de asignación de archivos, conocida normalmente como FAT (File Allocation Table), se encarga de organizar la información en forma de ficheros dentro de la zona de datos.

La FAT es como el índice del disco duro. En ella se almacena la información correspondiente a los sectores del disco que están libres, y en cuáles de ellos hay información. También indica dónde comienza un archivo o fichero, dónde termina, cuántos sectores ocupa, etc.

La tabla de localización de ficheros permite ubicar ficheros en la zona de datos, ocupando los sectores libres secuencialmente.

3. El Directorio Raíz (Root Directory)

El Directorio Raíz es la tercera zona del disco que se crea cuando se realiza el formateo lógico. Esta zona es de tamaño fijo y se sitúa físicamente después de la FAT.

Tiene varias entradas que contienen información referente a la zona de datos:

• Nombre de los archivos y extensión.
• Tamaño.
• Fecha y hora de creación/modificación.
• Atributos de cada directorio y archivo.