Discos Duros: Estructura, Funcionamiento y Configuración Avanzada de Almacenamiento

Discos Duros (HDD): Fundamentos y Componentes

Un disco duro (HDD) es un dispositivo que permite el almacenamiento y recuperación de grandes cantidades de información. Forman el principal elemento de la memoria secundaria de un ordenador.

Elementos de un HDD

• La Unidad: Es el conjunto de componentes electrónicos y mecánicos que hacen posible el almacenamiento y la recuperación de datos en el disco.
• El Disco (Platos): Es una pila de discos, denominados platos, en los que la información se almacena magnéticamente en sus superficies superior e inferior.

Funcionamiento de un Disco Duro (HDD)

Cada superficie magnética tiene asignado uno de los cabezales de escritura y lectura. El conjunto de cabezales se desplaza linealmente desde el exterior hasta el interior de la pila de platos mediante un brazo mecánico que lo transporta. Para tener acceso a la totalidad de los datos, es necesario que la pila de discos gire a una velocidad constante.

Cada vez que se realiza una operación de lectura en el HDD, este tiene que desplazar los cabezales de lectura/escritura hasta el lugar donde empiezan los datos, esperar que el primer dato llegue al lugar donde están los cabezales y finalmente leer el cabezal.

Estructura Lógica de un Disco

La estructura lógica de un disco está formada por:

• Sector de Arranque (MBR - Master Boot Record): Es el primer sector del disco (cabeza 0, cilindro 0, sector 1). En él se almacena la tabla de particiones y un programa de iniciación llamado Master Boot Record. Este programa lee la tabla de particiones y cede el control al sector de arranque de la partición activa.
• Espacio Particionado: Es el espacio del disco que ha sido asignado a una o varias particiones.
• Espacio No Particionado: Es el espacio del disco que aún no ha sido asignado a ninguna partición y, por lo tanto, no es accesible.

Gestión de Múltiples Sistemas Operativos

La principal manera de elegir el sistema operativo (SSOO) cuando tenemos varios instalados es mediante un gestor de arranque. Estos gestores suelen ofrecer un menú con los diferentes SSOO instalados para poder elegir, y es frecuente que tengan una opción por defecto y un contador de tiempo. LILO es un ejemplo de gestor de arranque para Linux.

Configuración con Múltiples Discos Duros

Cuando se trabaja con dos o más discos duros, solo el primero de ellos es arrancable. El ordenador arrancará desde la partición activa del primer disco duro y no se tendrá en cuenta cuál es la partición activa en el resto de los discos. Es preferible utilizar particiones lógicas en los discos secundarios.

Tipos de Discos: Básicos y Dinámicos

Los discos básicos y discos dinámicos son dos tipos de configuración de disco en Windows. La mayoría de los PCs están configurados como discos básicos, ya que son más sencillos de administrar. Un disco básico usa particiones primarias, extendidas y unidades lógicas para organizar los datos. Una partición formateada también se denomina volumen.

Los discos dinámicos pueden contener un gran número de volúmenes dinámicos que funcionan de manera similar a las particiones primarias usadas en discos básicos.

Conjuntos de Volúmenes en Discos Básicos

Conjunto de Volúmenes (Spanned Volume)

Existe en los discos básicos y es la unión de una o más áreas de espacio disponibles que a su vez pueden dividirse en particiones y unidades lógicas. Cuando se amplían los datos previamente existentes, no se ven afectados, pero no es posible reducirlos, ya que habría que eliminar el conjunto completo. El equivalente en los discos dinámicos es un volumen distribuido.

Conjunto de Espejos (Mirrored Volume - RAID 1)

Puede existir en los discos básicos e indica dos particiones de dos discos duros distintos que se configuran para que una sea idéntica a la otra. La partición espejo no aparece en la administración de discos y solo sirve para reflejar la otra partición. Este método tiene un nivel de seguridad alto y se corresponde con RAID 1. En los discos dinámicos se llamaría disco reflejado.

Conjunto de Bandas (Striped Volume - RAID 0 y RAID 5)

Puede existir en los discos básicos y es la unión de dos o más áreas de espacio disponibles, que a su vez se dividen en bandas. En cada HDD se crea una partición y todas ellas tendrán aproximadamente el mismo tamaño. Pueden ser de dos tipos:

• Sin Paridad (RAID 0): Un conjunto de bandas divide cada uno de los HDD en partes pequeñas. Cuando se guarda un archivo, no lo hará como se escribió en el conjunto de volúmenes, sino que lo distribuirá en las bandas de todos los HDD. Se corresponde con RAID 0 y en los discos dinámicos se llama volumen seccionado.
• Con Paridad (RAID 5): Utiliza una banda de cada fila del disco duro para guardar información de paridad de todas las bandas de esa fila. La información se guarda igual que en el conjunto de bandas sin paridad, pero guardando los datos de cualquier banda de dicha fila si dejara de funcionar. Si falla una banda, se pueden recuperar los datos defectuosos que contenía. Lo negativo es que disminuye el espacio libre para guardar información. Equivale a un RAID 5 y en los discos dinámicos se llama volumen RAID 5.