Funcionamiento y Organización de Sistemas de Archivos en Discos Duros

Estructura lógica del sistema operativo

El sistema operativo tiene que organizar esta estructura de una forma lógica, sin que necesite conocer la estructura física. El sector es la pieza básica de almacenamiento (512 bytes), pero habitualmente nuestros ficheros serán de un tamaño diferente. Para gestionar este espacio de almacenamiento, disponemos de dos herramientas: las particiones o los sistemas de archivos.

Sistemas de archivos

Es el método para organizar los archivos, guardarlos y recuperarlos. Permite guardar los archivos en una partición, definir sus nombres, registrar en qué sectores se guardan y crear carpetas para organizar de una forma adecuada el contenido del disco. El sistema de archivos le dice al software dónde puede encontrar los distintos ficheros de datos almacenados en el disco duro. Algunos ejemplos son:

• FAT16: Utiliza 16 bits para guardar la posición de cada sector.
• FAT32: Usa 32 bits para direccionar cada cluster.
• NTFS: Más compacto y seguro que el FAT32.

Conceptos fundamentales:

• 1 cluster = unidad de asignación: Es el grupo de sectores mínimo en el cual se almacena la información.
• Capacidad: Se calcula mediante la fórmula cabezales * cilindros * sectores * 512 bytes.

Distribución lógica del disco

La organización interna se divide en las siguientes secciones:

• Sector de arranque: Es el primer sector de todo disco duro. En él se almacena la tabla de particiones y un pequeño programa maestro de inicialización, llamado también Master Boot. Este programa es el encargado de leer la tabla de particiones y ceder el control al sector de arranque de la partición activa.
• Tabla de particiones: Estructura de datos que define las particiones del disco duro.
• La FAT (File Allocation Table): Tabla de localización de ficheros.
• Directorios: En esta zona se crea la estructura de directorios.
• Zona de almacenamiento de datos del usuario: Espacio destinado a los archivos finales.

Características de un disco duro

Para evaluar el rendimiento de un disco, se consideran los siguientes factores:

• Capacidad de almacenamiento.
• Velocidad de rotación.
• Tiempo de acceso.
• Memoria caché.
• Tasa de transferencia.
• Interfaz (EIDE, SCSI).

Tecnologías de conexión

Existen diversos estándares y protocolos:

• ATA: Familia real de estándares IDE o EIDE.
• ATAPI, IDE (ATA-1), EIDE (ATA-2).
• PIO: Primeras versiones de ATA.
• UDMA y SCSI.

Discos Duros EIDE

Llamados comúnmente IDE, son los más empleados en el uso doméstico. Sus especificaciones incluyen:

• Conector de alimentación: Tipo Molex.
• Cables EIDE: Tienen 3 conexiones (una para la placa base y otras dos para dispositivos IDE como discos duros o DVD-ROM).
• Tipos de cables: Existen de 40 y 80 hilos. El estándar ATA33 funciona con cables de 40 hilos, mientras que los estándares posteriores requieren cables de 80 hilos.

Instalación de un disco duro

Para la correcta puesta en marcha de la unidad, se deben considerar los siguientes aspectos técnicos:

• Configuración de maestro y esclavo.
• Identificación del controlador primario y secundario.
• Configuración correcta en la BIOS.