Fundamentos de Sistemas de Archivos y Gestión de Discos

Sistemas de Archivos: Concepto y Función

Un sistema de archivos es el conjunto de normas y restricciones que determinan la estructura, el nombre, la forma de acceso y la protección de los archivos en un disco.

Objetivo de los Sistemas de Archivos

Su objetivo principal es facilitar al usuario un manejo fácil y lógico de sus archivos. Es importante destacar que cada sistema operativo tiene su propio sistema de archivos.

Funciones y Usuarios

• ¿Qué hace? Organiza y estructura la información guardada en una partición de un disco duro, pendrive, etc.
• ¿Quién los usa? Principalmente, los gestores de archivos.
• ¿De qué depende? Su implementación y características dependen directamente de los sistemas operativos.

El Disco Duro: Almacenamiento Fundamental

El disco duro es el lugar principal donde podemos almacenar los datos de forma persistente.

Componentes y Estructura Física

• Están compuestos por discos apilados y unidos por un eje central.
• Disponen de una serie de brazos con cabezas para leer y escribir la información.
• Cada disco se divide en círculos concéntricos. Cada uno de ellos se denomina PISTA.
• Todas las pistas de los distintos discos que lo componen, situadas a la misma distancia del centro, forman un CILINDRO.
• Cada pista del disco se divide en una serie de partes de longitud fija que reciben el nombre de SECTORES. El conjunto de sectores que maneja el sistema operativo en las operaciones de lectura y escritura, así como de asignación de espacio, recibe el nombre de CLUSTER o bloque.
• Esta estructura del disco en pistas y sectores se conoce como formateo a bajo nivel del disco y suele realizarse de fábrica.
• Además, para que el sistema operativo pueda usar el disco, deberá darle formato para crear en él la estructura del sistema de archivos.

Particiones de Disco: Organización Lógica

¿Qué es una Partición?

Una partición es un conjunto de cilindros contiguos que forman una unidad lógica independiente. Son, en esencia, divisiones lógicas de un disco duro.

Número de Particiones

En un disco duro, podemos crear hasta cuatro particiones (ya sean 3 primarias y 1 extendida, o 4 primarias).

Limitación de Particiones (MBR)

La limitación a cuatro particiones se debe a que el Master Boot Record (MBR), situado en el primer sector del disco, solo tiene espacio para cuatro entradas de información sobre particiones.

Master Boot Record (MBR)

El MBR es el estándar de esquema de partición tradicionalmente utilizado en los discos duros.

Tipos de Particiones

Partición Primaria

Es aquella que puede contener un sistema operativo. Es obligatorio tener al menos una partición primaria. De todas las particiones primarias, una deberá ser la partición activa, que es la que toma el control del sistema cuando se arranca el equipo. Para que un equipo pueda arrancar desde el disco duro, debe existir una partición primaria activa en el primer disco.

Partición Extendida

Sirve para dividir el disco duro en un número de unidades lógicas. Las particiones extendidas no son particiones en sí mismas, puesto que no se les asigna una letra directamente, sino que actúan como contenedores de unidades lógicas. Para poder crear una partición extendida, deberá crearse antes una partición primaria.

Fragmentación de Disco

La fragmentación de disco es un estado en el que las distintas partes que conforman archivos concretos y el espacio libre de un disco no son contiguas, sino que están dispersas y repartidas por todo el disco.

Tipos de Fragmentación

Existen dos tipos principales: fragmentación interna y fragmentación externa.

El Cluster: Unidad de Almacenamiento

Un cluster (o bloque) es un conjunto contiguo de sectores que componen la unidad más pequeña de almacenamiento que el sistema operativo puede gestionar en un disco. Los archivos se almacenan en uno o varios clústeres, dependiendo de su tamaño.

Desfragmentación de Disco

La desfragmentación es el proceso de reordenar los fragmentos de información dispersos por todo el disco, con el fin de mejorar la velocidad de acceso y optimizar la distribución del espacio libre en el dispositivo.

Concepto Adicional: Tuberías (Pipes)

Una tubería (o pipe) es un mecanismo que permite que la salida de un comando se convierta en la entrada de otro. Se representa comúnmente con el símbolo | entre los comandos que se desean enlazar.